电感和MOS管

在CPU或显卡的供电电路中，有两种电子元件是必不可少的，那就是电感线圈(简称电感)和MOSFET管(场效应管，简称MOS管)。
　　 电感线圈
　　 在主板CPU插槽附近或显卡上，除了一个个直立的圆柱形电容特别引人注目外，我们还能看到三四个用铜线缠绕起来的线圈。这种线圈就是我们常说的电感。根据它的结构，人们也称它为电感线圈。
　　 一、电感的作用是什么？
　　 电感在整个供电系统的作用主要有：一方面是过滤高频信号，二是与MOSFET管、电容等组成直流电转换电路。电感性能的好坏，与它所采用的铜线粗细、绕线方式、有无磁芯有关系。一个好的电感线圈，如果采用单线绕制，那铜线应该粗大一些，同时缠绕的间隔也应该很均匀，如果采用的是多股铜线绕制，每股铜线之间要相隔均匀，同时在圆周上分布也尽量均匀。
　　 随着技术的不断进步，电感在封装方式上发生了很大的变化。在一些主板或显卡上已看不到那铜丝缠绕的“轮胎”，取而代之的是PVC封装的立式线圈电感或是黑色塑料封装的屏蔽式电感(图2)。从本质来说来这些电感性能上没有很大的差距，但从电感的实际运用来看，当电路中的电流较强时，使用的电感体积较大(如CPU插槽附近的线圈)，而当电路中的电流相对弱一些的时候，所采用的电感体积一般较小(如内存辅助供电电路)，因此现在不少显卡的供电电路中都会采用小型的立式线圈电感或是屏蔽式电感。
　　 二、电感的性能参数有哪些？
　　 电感的基本参数是电感量，主要单位有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(μH)，它们之间的关系是1H=1000mH=1000000μH。一般情况下，电感的参数是不标在线圈上的，而是用特定的名称标注。但在立式线圈电感或屏蔽式电感上，一般会标有“3R3”等字样。其中“3R3”就是电感的型号，通过它也可以看出电感量，那就是“3.3μH”(图3)。
　　 当然，电感除了电感量这个参数外，还有感抗XL(即电感线圈对交流电流阻碍作用的大小)、线圈的Q值(线圈质量的一个物理量)、分布电容(线圈的匝与匝之间、线圈与屏蔽罩之间，以及线圈与底板之间的电容)等。
　　 MOS管
　　 MOS管的英文全称叫MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，即金属氧化物半导体型场效应管，属于场效应晶体管中的绝缘栅型。因此，MOS管有时被称为场效应管。在一般电子电路中，MOS管通常被用于放大电路或开关电路。而在主板上的电源稳压电路中，MOSFET扮演的角色主要是判断电位，它在主板上常用“Q”加数字表示。
　　 一、MOS管的作用是什么？
　　 目前主板或显卡上所采用的MOS管并不是太多，一般有10个左右，主要原因是大部分MOS管被整合到IC芯片中去了。由于MOS管主要是为配件提供稳定的电压，所以它一般使用在CPU、AGP插槽和内存插槽附近。其中在CPU与AGP插槽附近各安排一组MOS管，而内存插槽则共用了一组MOS管，MOS管一般是以两个组成一组的形式出现主板上的。
　　 二、MOS管的性能参数有哪些？
　　 优质的MOS管能够承受的电流峰值更高。一般情况下我们要判断主板上MOS管的质量高低，可以看它能承受的最大电流值。影响MOS管质量高低的参数非常多，像极端电流、极端电压等。但在MOS管上无法标注这么多参数，所以在MOS管表面一般只标注了产品的型号，我们可以根据该型号上网查找具体的性能参数。
　　 还要说明的是，温度也是MOS管一个非常重要的性能参数。主要包括环境温度、管壳温度、贮成温度等。由于CPU频率的提高，MOS管需要承受的电流也随着增强，提供近百A的电流已经很常见了。如此巨大的电流通过时产生的热量当然使MOS管“发烧”了。为了MOS管的安全，高品质主板也开始为MOS管加装散热片了。
　　 电感与MOS管是如何合作的？
　　 通过上面的介绍，我们知道MOS管对于整个供电系统起着稳压的作用，但是MOS管不能单独使用，它必须和电感线圈、电容等共同组成的滤波稳压电路，才能发挥充分它的优势。
　　 主板上的PWM(Plus Width Modulator，脉冲宽度调制器)芯片产生一个宽度可调的脉冲波形，这样可以使两只MOS管轮流导通。当负载两端的电压(如CPU需要的电压)要降低时，这时MOS管的开关作用开始生效，外部电源对电感进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时，通过MOS管的开关作用，外部电源供电断开，电感释放出刚才充入的能量，这时的电感就变成了“电源”，继续对负载供电。随着电感上存储能量的不断消耗，负载两端的电压又开始逐渐降低，外部电源通过MOS管的开关作用又要充电。这样循环不断地进行充电和放电的过程，从而形成一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低。