Охлаждение транзисторов MOSFET в корпусе DPAK

Много было споров об охлаждении мосфетов, чей корпус не предназначен для установки радиаторов. А так же имела место традиция у многих производителей материнских плат ставить линейный стабилизатор питания для северного/южного/оперативки. Узнать плату с таким стабилизатором всегда легко — достаточно перевернуть текстолит тыльной стороной и увидеть почерневший от высокой температуры круг за одним из транзисторов (сейчас материнки все как одна на черном текстолите, с чего бы, хм). Такая фича проявлялась на платах как простых (Asus K8N, Gigabyte GA-8IPE1000Mk), так и признанных оверклокерами (например, ASUS P4P800, Asus Maximus Formula). А что, с точки зрения производителя всё логично: питание южника на разгон не влияет, наоборот: чем выше (задранное оверклокером) выходное напряжение с линейного стаба, тем меньше он греется (так как сама стабилизация происходит по принципу «сжигать на транзисторе лишнее напряжение», варьируя его сопротивление в зависимости от нагрузки). Линейный (а не импульсный) стабилизатор ставится по двум причинам: первая, он дешевле (не требует катушки индуктивности и второго мосфета), а вторая — в вашем системнике оказывается бомба замедленного действия. Близко к горячему транзистору обычно ставится электролитический конденсатор, который успешно портится за гарантийный срок (а если нагружать 24/7, то и существенно раньше. Поэтому, не всякая, как вы уже поняли, плата потребительского сегмента годится для такой цели). В моем случае такой платой оказалась EpoX EP-5P945C/G (в качестве развлечения предлагаю самостоятельно найти линейный стабилизатор по обратной стороне платы):


У этой платы в районе чуть ниже слотов памяти находится сразу множество стабилизаторов. Один из них импульсный, ну а второй линейный. И расположены они так близко, что всё это в целом легко принять за один большой импульсный стаб. Но всё не так хорошо. В моем случае плата утратила стабильность, так как 5 конденсаторов из окрестности стаба лопнули. Чтож, будем бороться. Простая замена ёмкостей дала свой результат: всё заработало, но надолго ли? Можно ли такой компьютер оставить включенным на ночь? Или он начнет испускать очень ядовитый черный дым…
Чтобы электролиты не работали в очень разогретом состоянии (что сильно влияет на их долговечность), да и самим транзисторам было прохладнее, переходим к методике охлаждения. Наклейку радиатора на пластмассу даже рассматривать не буду. Остаются манипуляции с подложкой. В сети встречал рекомендации подложить под транзистор несколько медных пластинок, спаять всё это между собой, а края распустить подобно радиатору. Но в этот раз мы попробуем самый ленивый (читай простой и менее рискованный) путь — просто припаять к выступающей части транзистора небольшую медную пластинку. Ведь «и так всё работало 7 лет», а с более качественными новыми конденсаторами да и хоть каким-то радиатором должно уж никак не меньше. Так что приступаем. Здесь залужен самый горячий из транзисторов:



Если успешно охладить лишь один транзистор, то, возможно, ранее бывшие очень горячими соседние транзисторы, уже будут намного прохладнее. Ведь он подогревал их. Теперь вырезаем из медной пластинки толщиной около 1 мм (можно и меньше) небольшой лоскут, загибаем его (или придаем форму радиатора), лудим край:



После установки:



Как видно, в моем случае высота конструкции ограничена тем фактором, что видеокарта располагается прямо над этим местом. В ней, кстати, было проделано дополнительное отверстие для охлаждения ветром турбины



По итогу, импровизированный радиатор раскалялся очень прилично, что говорит о высокоэффективной передаче тепла через тот краешек корпуса DPAK, к которому мы припаялись. Учитывая то, что подложка тоже выполнена из меди, подобный успех не удивляет. Дополнительно сравним температуры, получившиеся при измерении термопарой температуры подложки транзистора.

• Без пластинки, idle T=60'c
• С пластинкой, idle T=50'c
• С пластинкой, memtest T=78'c

Неплохо, если Т_окр = 20'c, то нам удалось сбить нагрев на четверть. Запускать Memtest на длительное время без пластинки было небезопасным, но можно учесть полученные результаты и предсказать ожидаемую в таких условиях температуру: это 20+(78-20)*(60-20)/(50-20)= 97.3'c! Вот уж действительно угрожающая температура! Хотели бы вы иметь такую в своем системнике? :)

P.S. Для выявления настоящих оверклокеров можно использовать следующий признак: если вы довели цвет платы под VRM процессора до цвета платы под линейным стабилизатором южника, то вы — настоящий оверклокер :D