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筆記本散熱探索

2020-04-12 20:22:55
字體:
來源:轉載
供稿:網友

說起筆記本的發熱,那可真是件令人煩心的事,腕托溫度高了,出氣口呼呼地吹熱風,一不小心,CPU過熱,來個降頻工作甚至是死機藍屏,多悲催啊??晒P記本為什么會發熱呢?這些熱量從哪里來,要如何把這些熱量排放出去?讓我們一起Discovery!

熱的來源

要解決發熱問題,首先要明白筆記本的熱源,說起來,筆記本的熱源可不少,而且發熱原因也各不相同,那么,筆記本都有哪些發熱部件,它們的熱量又是怎么來的呢?

1.屏幕之熱,罪在背光

雖然筆記本的液晶屏不小,屏幕內部的晶體在翻轉時,也要消耗一定的電能,但這一過程耗電較少,產生的熱量也不多,還真不是屏幕發熱的元兇。我們之所以會覺得屏幕發熱,關鍵還在于屏幕的背光,要知道,盡管現在的筆記本已經大規模采用LED背光代替CCFL燈管,結構的簡化和效率都有了一定的提高,但LED背光的發光效率也只有30%左右,其余70%的電能,依舊轉化為熱量,這樣,屏幕大概會產生5W的熱量。

2.硬盤之熱,高速轉動

對于機械硬盤來說,盤片每分鐘5400轉甚至是7200轉的高速旋轉,是產生熱量的主要原因,在這種情況下,電機效率達不到100%,發熱是必然的。盤片雖然密封在一個超凈腔體內,但并不是真空的,高速旋轉后,腔體內的空氣還是會變得暖烘烘的。

3.電池之熱,在于內阻

在充放電時,總覺得電池滾燙,這也不奇怪,電池可是有內阻的噢,再加上充放電時電流不小,復習下初中物理你就知道,這電池的內阻一大,發熱可不小。而隨著電池的老化,其電解液干涸或是聚合物老化,鋰離子或正負極材料活性變差等諸多因素的影響,鋰電池的化學內阻還會進一步增加,由此引發的不僅是電池容量的減小,還會導致充放電時,電池發熱量的進一步增加,這也是不少人覺得筆記本電池越用越熱的主要原因。

4.芯片之熱,原因眾多

對于筆記本來說,發熱量最大的是CPU、顯卡之類的各種芯片,那么,這些半導體芯片為什么會發熱呢?原因眾多。首先是傳導發熱,也就是說電能在芯片內部的傳導過程中,由于導線有一定電阻,從而引起發熱。別以為CPU就那么一點大,內部的導線也長不到哪去,要知道,現在的SNB芯片已經內置了11.6億個晶體管,那么,連接各元件間的導線如果接起來,其長度可觀。而CPU的高集成度,又令導線無法做得寬大,導線的電阻率又迅速上升,這樣,電能在CPU內部的傳輸損耗引起的發熱,還真不容小視。

其次,是導通發熱,雖然理論上,芯片內部的晶體管在導通時,其電阻應該為零,但現實并沒有那么完美,芯片內的晶體管在導通時,其PN結上依舊會有一定的壓降,同時,驅動晶體管需要有一定的電流,這樣,就讓晶體管在導通時產生一定的熱量。雖然在現有工藝的幫助下,晶體管的PN結勢壘已經做得很小,其導通時的壓降僅有幾毫伏,但現在的芯片集成規模越來越大,每個晶體管產生一點點熱量,數億個晶體管產生的熱量也相當可觀。

再次,是截止漏電流發熱,這是芯片近年來才遭遇的問題,正是由于制造工藝的進步,讓芯片間的導線和晶體管距離更近,晶體管越做越小,PN結勢壘降低,這樣,PN結對電子的阻擋能力會降低,當晶體管處于截止狀態時,還有一部分電子會偷偷通過PN結或線路間的絕緣材料,從電位高的地方跑到電位低的地方,這種漏電最后變成熱量消耗掉,引起了芯片的發熱。

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