О замене полевых транзисторов фаз питания видеокарт и материнских плат

Достаточно частой причиной выхода из строя видеокарт и материнских плат является сгорание ключевых транзисторов в понижающих преобразователях, работающих под управлением ШИМ-контроллеров.

При ремонте подобных неисправностей производится замена сгоревших деталей (обычно n-канальных полевых транзисторов) на такие же самые, либо подходящие по параметрам.

Если ремонтируется достаточно старая видеокарта, может возникнуть проблема, связанная с отсутствием нужных транзисторов. В этом случае нужно произвести их замену на другие, имеющие аналогичные или лучшие технические параметры.

Чтобы подобрать подходящую замену, следует учитывать режим работы детали в устройстве, тип, полярность, цоколевку и предельные режимы работы (Pd, Id, Uds, Ugs, Rds), которые не должны быть хуже, чем исходные.

На что следует обращать внимание при подборе аналога ключевого транзистора?

Чаще всего в фазах питания видеочипов и центральных процессоров используются N-канальные полевые транзисторы MOSFET-типа (Metal Oxide Field Effect Transistor):

Для подбора подходящей замены силовых полевых транзисторов нужно обращать внимание на расположение выводов, максимальный рабочий ток и напряжение, открывающее напряжение на затворе, допустимый температурный режим, сопротивление RDS(on) и другие параметры:

• входная и выходная емкость (Ciss и Coss) силовых MOSFET-ов должна быть как можно меньшей (не превышать 1000pF);
• частота переключения подираемого MOSFET-транзистора должна быть не меньше исходной. Чем меньше значения short turn-on delay time (td (on)), rise time (tr), turn-off delay time (td (off)), тем лучше;
• номинал открывающего транзистор вольтажа (gate to source cut-off voltage, Vgs (off)) должен быть ниже использующегося в схеме;

• сопротивление открытого резистора (ON resistance, Rds (on)) между выводами drain и source силовых MOSFET-ов должно быть как можно меньшим. Это уменьшит тепловые потери и увеличит КПД. Следует учитывать, что у транзисторов с очень малым внутренним сопротивлением больше входные и выходные емкости (Ciss и Coss), что ухудшает их частотные характеристики;

• желательно использовать транзисторы с рабочим током в 2-3 раза большим пикового значения в схеме;
• допустимое рабочее напряжение MOSFET-ов должно быть как минимум в полтора раза большим, чем входное или выходное (для повышающих DC/DC преобразователей);
• учитывая неблагоприятный тепловой режим работы MOSFET-ов на видеокарте (плохое охлаждение), нужно предусмотреть запас по току и вольтажу, которые позволят облегчить им работу.

Обязательно нужно проверить тепловой режим работы вновь установленных транзисторов после ремонта. После замены транзисторов может потребоваться корректировка номиналов деталей их обвязки.

Выбор более современных транзисторов часто помогает сэкономить время и снизить затраты. Например, десяток (уже устаревших) транзисторов QN3103 на Aliexpress стоит 5.39 USD:

Лучшие по многим параметрам полевые транзисторы M3054M стоят всего 1.69 USD:

Даже если приведенные в качестве примера транзисторы “взяты из одной бочки” (лишь нанесена соответствующая маркировка), то зачем платить в разы больше?