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笔记本发热原因探索热从哪里来又到哪里去?

文章发布时间:2015/5/28 4:57:36 来源:



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  说起笔记本的发热,那可真是件令人烦心的事,腕托温度高了,出气口呼呼地吹热风,一不小心,CPU过热,来个降频工作甚至是死机蓝屏,多悲剧啊。可笔记本为什么会发热呢?这些热量从哪里来,要如何把这些热量排放出去?让我们一起讨论下,其实这也是您去优化笔记本散热所必须了解的!

笔记本发热原因探索
笔记本发热原因探索

笔记本发热的来源

  要解决发热问题,首先要明白笔记本的热源,说起来,笔记本的热源可不少,而且发热原因也各不相同,那么,笔记本都有哪些发热部件,它们的热量又是怎么来的呢?

1.屏幕之热,罪在背光

  虽然笔记本的液晶屏不小,屏幕内部的晶体在翻转时,也要消耗一定的电能,但这一过程耗电较少,产生的热量也不多,还真不是屏幕发热的元凶。我们之所以会觉得屏幕发热,关键还在于屏幕的背光,要知道,尽管现在的笔记本已经大规模采用LED背光代替CCFL灯管,结构的简化和效率都有了一定的提高,但 LED背光的发光效率也只有30%左右,其余70%的电能,依旧转化为热量,这样,屏幕大概会产生5W的热量。

2.硬盘之热,高速转动

  对于机械硬盘来说,盘片每分钟5400转甚至是7200转的高速旋转,是产生热量的主要原因,在这种情况下,电机效率达不到100%,发热是必然的。盘片虽然密封在一个超净腔体内,但并不是真空的,高速旋转后,腔体内的空气还是会变得暖烘烘的。

3.电池之热,在于内阻

  在充放电时,总觉得电池滚烫,这也不奇怪,电池可是有内阻的噢,再加上充放电时电流不小,复习下初中物理你就知道,这电池的内阻一大,发热可不小。而随着电池的老化,其电解液干涸或是聚合物老化,锂离子或正负极材料活性变差等诸多因素的影响,锂电池的化学内阻还会进一步增加,由此引发的不仅是电池容量的减小,还会导致充放电时,电池发热量的进一步增加,这也是不少人觉得笔记本电池越用越热的主要原因。

4.芯片之热,原因众多

  对于笔记本来说,发热量最大的是CPU、显卡之类的各种芯片,那么,这些半导体芯片为什么会发热呢?原因众多。首先是传导发热,也就是说电能在芯片内部的传导过程中,由于导线有一定电阻,从而引起发热。别以为CPU就那么一点大,内部的导线也长不到哪去,要知道,现在的SNB芯片已经内置了11.6 亿个晶体管,那么,连接各元件间的导线如果接起来,其长度可观。而CPU的高集成度,又令导线无法做得宽大,导线的电阻率又迅速上升,这样,电能在CPU 内部的传输损耗引起的发热,还真不容小视。

Google地图?NO!这是CPU内部放大200倍的照片
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  其次,是导通发热,虽然理论上,芯片内部的晶体管在导通时,其电阻应该为零,但现实并没有那么完美,芯片内的晶体管在导通时,其PN结上依旧会有一定的压降,同时,驱动晶体管需要有一定的电流,这样,就让晶体管在导通时产生一定的热量。虽然在现有工艺的帮助下,晶体管的PN结势垒已经做得很小,其导通时的压降仅有几毫伏,但现在的芯片集成规模越来越大,每个晶体管产生一点点热量,数亿个晶体管产生的热量也相当可观。

  再次,是截止漏电流发热,这是芯片近年来才遭遇的问题,正是由于制造工艺的进步,让芯片间的导线和晶体管距离更近,晶体管越做越小,PN结势垒降低,这样,PN结对电子的阻挡能力会降低,当晶体管处于截止状态时,还有一部分电子会偷偷通过PN结或线路间的绝缘材料,从电位高的地方跑到电位低的地方,这种漏电最后变成热量消耗掉,引起了芯片的发热。

  实际上,芯片的发热还有很多,芯片内部寄生电容、电感以及晶体管的状态和形式,都可能引起芯片的发热。而芯片集成晶体管的增加,芯片越来越复杂,更是让芯片的发热大大增加,幸亏现在制程的提升和芯片工艺的进步,才让芯片的功耗和发热量稳中有降。


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