Discussão sobre temperatura de MOSFETs

Roberval Taylor · 7 de fevereiro de 2019

Nota da moderação:

Esta discussão se iniciou neste tópico:

E foi movida para tópico próprio, por ter se desenvolvido lá.

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Eu tenho essa placa a pouco mais de um mês, e esperava por um Review especializado dela. Obrigado, Rafael Coelho!

Não era minha primeira opção, mas como está impossível achar placa B450, pegue essa mesmo.

E me surpreendi pelo bom funcionamento e os recursos. De fato, DDR4 vai até 3.466Mhz, desde que você tenha memória boa. No meu caso HyperX Predator 3600 cl17.

Tem muito mimimi sobre o VRM dela, mas fiz um teste de stress com aida64 e R5 2600x e os MOSFET ficaram a menos de 52°C. Ou seja, tá folgadão! Os Mosfet 4C10B/ 4C06B são usados por várias outras placas, inclusive algumas 470.

E se ficar quente, compre um dissipador no ML e instale! 20 pila e resolve.

É um placa de entrada, meio Nutella, existem melhores, mas atende bem aí uso doméstico e gamer leve . Deve suportar bem um 2700x e os futuros Ryzen 3000.

Para os entusiastas, recomendo a Asus Hero VI , essa sim, é placa Raiz!

Jean Américo · 7 de fevereiro de 2019

32 minutos atrás, Roberval Taylor disse:

Eu tenho essa placa a pouco mais de um mês, e esperava por um Review especializado dela. Obrigado, Rafael Coelho!

Não era minha primeira opção, mas como está impossível achar placa B450, pegue essa mesmo.

E me surpreendi pelo bom funcionamento e os recursos. De fato, DDR4 vai até 3.466Mhz, desde que você tenha memória boa. No meu caso HyperX Predator 3600 cl17.

Tem muito mimimi sobre o VRM dela, mas fiz um teste de stress com aida64 e R5 2600x e os MOSFET ficaram a menos de 52°C. Ou seja, tá folgadão! Os Mosfet 4C10B/ 4C06B são usados por várias outras placas, inclusive algumas 470.

E se ficar quente, compre um dissipador no ML e instale! 20 pila e resolve.

É um placa de entrada, meio Nutella, existem melhores, mas atende bem aí uso doméstico e gamer leve . Deve suportar bem um 2700x e os futuros Ryzen 3000.

Para os entusiastas, recomendo a Asus Hero VI , essa sim, é placa Raiz!

Como você mediu a temperatura dos MOSFET? Tem uma câmera térmica? Essa medida não aparece para o SO.

O Peperaio fez o teste com uma A320 e mesmo o Ryzen 2200g chega a 80 graus. O Ryzen 5 2600 a 110 e o 2600X a 125.

Evandro · 8 de fevereiro de 2019

16 horas atrás, Jean Américo disse:

Como você mediu a temperatura dos MOSFET?

O hardwaremonitor tem esta medida.

Roberval Taylor · 9 de fevereiro de 2019

Em 07/02/2019 às 16:08, Jean Américo disse:

Como você mediu a temperatura dos MOSFET? Tem uma câmera térmica? Essa medida não aparece para o SO.

Medi as temperaturas com Termômetro infravermelho digital, tipo pistola. Você acha bons modelos em farmácias, para medir temperatura de pacientes. Faixa de -30°C a +200°C.

Phoenyx · 11 de fevereiro de 2019

@Roberval TaylorLembrando que termômetro infravermelho para medir febre é diferente do termômetro para peças sólidas. Neste seu aí leva em consideração a água que não existe em uma peça de hardware, a medição é incorreta.

@piterfraga Na verdade são 4 fases para o processador, todas as placas Ryzen de entrada são assim, as duas fases da direita superior são destinadas ao controlador de memória (Infinit Fabric).

Roberval Taylor · 11 de fevereiro de 2019

25 minutos atrás, Phoenyx disse:

@Roberval TaylorLembrando que termômetro infravermelho para medir febre é diferente do termômetro para peças sólidas. Neste seu aí leva em consideração a água que não existe em uma peça de hardware, a medição é incorreta.

@piterfraga Na verdade são 4 fases para o processador, todas as placas Ryzen de entrada são assim, as duas fases da direita superior são destinadas ao controlador de memória (Infinit Fabric).

Ah, Tá!

Infravermelho medindo água? De onde você tirou isso, criatura?

Infravermeho é RADIAÇÃO de CALOR! Não é microondas de forninho não, brother!

E Termômetro é TERMÔMETRO!

Mede temperatura, não percentagem de água. Isso que tu falou quem faz é Higrômetro.

Cada uma que aparece!!!

E a parada tava FRIA mesmo, pois meti o DEDO pra conferir! Se estive a 90ºC, 105ºC teria queimado de acordo!

Phoenyx · 11 de fevereiro de 2019

@Roberval Taylor Irradiação de calor vem apenas de sólidos? Quando você toma banho de água quente é imaginação então?

O mesmo termômetro que você colocava debaixo do braço (aqueles antigos de mercúrio) media corretamente a temperatura ambiente? Existem meios de condução diferentes.

E não precisa gritar não, em nenhum momento fui ríspido contigo.

Outra coisa, se você tivesse metido o dedo no mosfet ligado poderia ter estragado a máquina, ou o dedo, tu deve ter apontado o termômetro/dedo para a bobina (o quadrado preto grande ali) O que esquenta é o mosfet (os quadradinhos pretos menores ao lado da bobina).

Jean Américo · 11 de fevereiro de 2019

1 hora atrás, Rafael Coelho disse:

A propósito, throttling ocorre quando o processador atinge uma determinada temperatura, não o regulador de tensão. Então só vai ocorrer throttling caso o cooler do processador esteja mal dimensionado.

Rafael,

no video do Peperaio que citei em cima ele mostra o throttling acontecendo por conta da temperatura no regulador de tensão que passam da condição máxima de operação dos MOSFET de 125 graus.

Roberval Taylor · 11 de fevereiro de 2019

11 horas atrás, Phoenyx disse:

@Roberval TaylorLembrando que termômetro infravermelho para medir febre é diferente do termômetro para peças sólidas. Neste seu aí leva em consideração a água que não existe em uma peça de hardware, a medição é incorreta.

@piterfraga Na verdade são 4 fases para o processador, todas as placas Ryzen de entrada são assim, as duas fases da direita superior são destinadas ao controlador de memória (Infinit Fabric).

@Phoenix, Lindão cheiroso!

Desculpa ai se peguei pesado. Tô na TRT, mais pilhado que lutador de MMA!

Me irritei porque você tentou desqualificar meu depoimento REAL, com base num "achismo", desqualificando meu termômetro !?!

Cara, na boa. Se o gringo e Peperaio usam termômetros infravermelho pra medir temperatura externa, porque o meu termômetro infravermelho não vale?

Outra coisa. Eu sou engenheiro e sei bem diferenciar um bobina ("choke" nas mobos) de um mosfet e de uma capacitor.

E todos eles tem isolamento elétrico, com exceção dos contatos.

Foi estupidez meter o dedo? CLARO que foi! Não recomendo!

Mas que estava frio, estava. REAL!

Pra encerrar o assunto, desculpa ai a grosseria, foi maus.

Os Mosfets dessa placa são muito bons, não esquentam em uso pesado com uma CPU Ryzen 2600X.

Se nego quer fazer overclock com Ryzen, compre um Asus Rog Crosshair VI Hero 370 e boa sorte. Vai conseguir um pífio 100mhz e olha lá.

Rafael Coelho · 11 de fevereiro de 2019

2 horas atrás, Jean Américo disse:

Rafael,

no video do Peperaio que citei em cima ele mostra o throttling acontecendo por conta da temperatura no regulador de tensão que passam da condição máxima de operação dos MOSFET de 125 graus.

Redução de clock por conta de aquecimento dos MOSFETs, mesmo com o processador em temperatura normal? Bom, aí realmente eu desconhecia este recurso. Vivendo e aprendendo!

Mas provavelmente é um recurso da placa-mãe, e não do processador, portanto não dá para generalizar.

adicionado 7 minutos depois

2 horas atrás, Roberval Taylor disse:

@Phoenix, Lindão cheiroso!

Desculpa ai se peguei pesado. Tô na TRT, mais pilhado que lutador de MMA!

Me irritei porque você tentou desqualificar meu depoimento REAL, com base num "achismo", desqualificando meu termômetro !?!

Cara, na boa. Se o gringo e Peperaio usam termômetros infravermelho pra medir temperatura externa, porque o meu termômetro infravermelho não vale?

Outra coisa. Eu sou engenheiro e sei bem diferenciar um bobina ("choke" nas mobos) de um mosfet e de uma capacitor.

E todos eles tem isolamento elétrico, com exceção dos contatos.

Foi estupidez meter o dedo? CLARO que foi! Não recomendo!

Mas que estava frio, estava. REAL!

Pra encerrar o assunto, desculpa ai a grosseria, foi maus.

Os Mosfets dessa placa são muito bons, não esquentam em uso pesado com uma CPU Ryzen 2600X.

Se nego quer fazer overclock com Ryzen, compre um Asus Rog Crosshair VI Hero 370 e boa sorte. Vai conseguir um pífio 100mhz e olha lá.

Sem querer me meter mas já me metendo, entendo o mal entendido, pois termômetros comprados em farmácia são termômetros clínicos, feitos para medição de temperatura corporal, e não são adequados para outros tipo de medição, seja qual for o princípio de funcionamento.

Mas se você é engenheiro, sabe a diferença e sabe como fazer uma medição de temperatura.

Roberval Taylor · 11 de fevereiro de 2019

2 horas atrás, Rafael Coelho disse:

Redução de clock por conta de aquecimento dos MOSFETs, mesmo com o processador em temperatura normal? Bom, aí realmente eu desconhecia este recurso. Vivendo e aprendendo!

Mas provavelmente é um recurso da placa-mãe, e não do processador, portanto não dá para generalizar.

adicionado 7 minutos depois

Sem querer me meter mas já me metendo, entendo o mal entendido, pois termômetros comprados em farmácia são termômetros clínicos, feitos para medição de temperatura corporal, e não são adequados para outros tipo de medição, seja qual for o princípio de funcionamento.

Mas se você é engenheiro, sabe a diferença e sabe como fazer uma medição de temperatura.

Indeed.

Eu disse que ATÉ em farmácia você compra termômetro infravermelho, hoje em dia.

Mas você pode comprar na Amazon, no Walmart, no Mercado Livre...

Eu já tive vários, INCLUSIVE um termômetro infravermelho clínico, para medir temperatura dos meus gemêos.

E você sabe qual diferença? O termômetro para uso clinico é melhor! É muito mais preciso medir temperaturas entre -10ºC e +200ºC. No termômetro industrial a precisão é menor porque a faixa de trabalho dele é muito maior, tipo -30ºC a 550ºC (ou mais).

Mas o principio é mesmo: medir a radiação em infravermelho emitida por um corpo quente. Não importa a fonte, a intensidade de radiação emitida é proporcial a temperatura. Só.

Steeveantonichen · 12 de fevereiro de 2019

20 horas atrás, Rafael Coelho disse:

Redução de clock por conta de aquecimento dos MOSFETs, mesmo com o processador em temperatura normal? Bom, aí realmente eu desconhecia este recurso. Vivendo e aprendendo!

Mas provavelmente é um recurso da placa-mãe, e não do processador, portanto não dá para generalizar.

Isso. É um recurso das placas-mãe mais atuais, acho que todas AM4 tem, como o vídeo do peperaio mostrou. As Intel também tem, veja aqui. Até mesmo uma B360 pode ser insuficiente pra um i7 8700 se o VRM tiver um projeto fraco, causando VRM throttling pra proteger a placa, mesmo q o processador esteja com temps normais (veja a partir do min 11:20). É por isso que eu não recomendaria uma placa dessas com CPU top pra trabalho, principalmente se esse trabalho for renderização de vídeos, blender ou algo pesado assim.

Phoenyx · 13 de fevereiro de 2019

@Steeveantonichen N68 já fazia isso lá atrás, despencava o uso do processador porque os mosfets estavam fritando.

@Roberval Taylor sossegado, citei apenas a diferença entre um termômetro comum de farmácia contra um específico para esta tarefa.

No meu caso, fazendo um reflow por exemplo, estes de farmácia são nulos porque bato os 200ºC facilmente. Alem de que há a questão de exposição e distância dependendo do material.

Shaman93 · 14 de fevereiro de 2019

Em 11/02/2019 às 16:27, Roberval Taylor disse:

E você sabe qual diferença? O termômetro para uso clinico é melhor! É muito mais preciso medir temperaturas entre -10ºC e +200ºC. No termômetro industrial a precisão é menor porque a faixa de trabalho dele é muito maior, tipo -30ºC a 550ºC (ou mais).

Mas o principio é mesmo: medir a radiação em infravermelho emitida por um corpo quente. Não importa a fonte, a intensidade de radiação emitida é proporcial a temperatura. Só.

Quem me dera o Universo fosse simples dessa maneira, não teria que ter feito a disciplina de eletricidade e instrumentação na faculdade... Não, a diferença não é que "é melhor". Vamos lá:
Termômetros infravermelho só medem a temperatura da superfície. Ou seja, não detectam a temperatura interna dos dispositivos. A limitação pra medir hardware é auto-evidente;
Corpos de diferentes materiais possuem diferentes emissividades (caso não esteja familiarizado pode buscar o conceito). Fica feio esculachar com o colega, ainda mais você estando errado. Então não, absolutamente um termômetro IR ajustado pra temperatura corpórea pode ser usado pra medir metais, semi-condutores ou qualquer outra peça que tenha emissividade diferente da corpórea. Essencialmente qualquer hardware;
São afetados por mudanças rápidas na temperatura do ar, tipicamente observadas nesse tipo de aplicação;
São afetados por campos eletromagnéticos.

É isso que consegui me lembrar. Pegando um livro de instrumentação você pode entender mais a fundo sobre medições de temperatura (e tantas outras) e a inadequação de usar um termômetro de farmácia pra esse tipo de aplicação.

E ah, o que você falou sobre precisão menor por ter um range de medição maior também não tem nada a ver. Termômetros industriais de excelência trabalham com múltiplas curvas de calibração, fazendo um auto-ajuste dependendo da temperatura medida. De maneira alguma se pode afirmar que pela faixa de medição ser maior a precisão é menor.

Roberval Taylor · 18 de fevereiro de 2019

Em 14/02/2019 às 03:18, Shaman93 disse:

Quem me dera o Universo fosse simples dessa maneira, não teria que ter feito a disciplina de eletricidade e instrumentação na faculdade... Não, a diferença não é que "é melhor". Vamos lá:
Termômetros infravermelho só medem a temperatura da superfície. Ou seja, não detectam a temperatura interna dos dispositivos. A limitação pra medir hardware é auto-evidente;
Corpos de diferentes materiais possuem diferentes emissividades (caso não esteja familiarizado pode buscar o conceito). Fica feio esculachar com o colega, ainda mais você estando errado. Então não, absolutamente um termômetro IR ajustado pra temperatura corpórea pode ser usado pra medir metais, semi-condutores ou qualquer outra peça que tenha emissividade diferente da corpórea. Essencialmente qualquer hardware;
São afetados por mudanças rápidas na temperatura do ar, tipicamente observadas nesse tipo de aplicação;
São afetados por campos eletromagnéticos.

É isso que consegui me lembrar. Pegando um livro de instrumentação você pode entender mais a fundo sobre medições de temperatura (e tantas outras) e a inadequação de usar um termômetro de farmácia pra esse tipo de aplicação.

E ah, o que você falou sobre precisão menor por ter um range de medição maior também não tem nada a ver. Termômetros industriais de excelência trabalham com múltiplas curvas de calibração, fazendo um auto-ajuste dependendo da temperatura medida. De maneira alguma se pode afirmar que pela faixa de medição ser maior a precisão é menor.

@Shaman93

Cara, eu juro por tudo que é mais sagrado que não queria chegar a esse ponto...

Mas desafio é desafio e o cara feriu meus brios acadêmicos!

O quociente de temperatura entre o die e o case do MOSFET NTMFS4C06N ON Semiconductor, ou Junction−to−Case (Drain) é de 4.1 ºC/W, segundo datasheet do fabricante.

Conforme a Intel em "IC Packages Performance Characteristics: Databook, Ch 4" , o quociente Junction−to−Case θjC é dado por:
θjC = (Tj - Tc) / P
onde:
θjC = quociente die / case (envelope)
Tj = temperatura do die;
tc = temperatura do involucro
P = potencia dissipada em Watts.

Então precisamos achar o potência dissipada pelo mosfet para o meu teste, com temperatura externa do MOSFET de 55ºC e temperatura ambiente de 25ºC.

Calculando a Potência Dissipada com base na temperatura externa medida:

A transferência de calor de um chip para o ar, sem aparato adicional de refrigeração, se dá por duas formas: convecção e irradiação. A disciplina Fenômenos de Transporte ennsina que a energia total transferida é:
q" = q'conv + q'rad

Pela lei de Newton de arrefecimento, temos a seguinte para q'conv:
qc = hc * A * (Ts-Ta)
onde:
qc = Fluxo de calor convectivo de uma superfície para o ambiente (W)
A = 6x6mm = 3,6*10E-5m2 = Área da superfície (m2)
Ts = 55ºC = Temperatura da superfície (ºC)
Ta = 25ºC = Temperatura do ambiente (ºC)
hc = 20 W/m2.C (*) = Coeficiente convectivo de transferência de calor médio(W/m2C)
(*) Para gases hc varia entre 5 e 25. Considerando um gabinete bem ventilado, 20 está razoável.
Então:
qc = 20 * 3.6*10E-5 * (30)
qc = 0.0216 W

Para radiação, temos :
qr = ϵ. σ . A * (t1^4 - t2^4)* F12
Onde:
qr = Quantidade de calor transferido por irradiação (W)
ϵ = 0.6 = Emissividade (0 < e < 1)
σ = Constante Stefan-Boltzmann, 5.67 X 10-8 (W/m2 K^4)
A = 3,6*10E-5m2 = Área (m2)
F12 = Fator de formato entre as superfícies 1 e 2
T1, T2 = 328.14K e 298.15K = Temperaturas de superfícies (Kelvin)

qr = 0.60 * (5.67E-8) * (3.6E-5) * (328.15^4 - 298.15^4) * 1
qr = 0,024W

qt = qc + qr = 0.0216W + 0.024W
qt = 0.0456W

Calculando a temperatura interna:

Junction−to−Case (Drain) = 4.1 C/W (NTMFS4C06N data sheet ON Semiconductor)
θjC = (Tj - Tc) / P
θjC * P = (Tj - Tc)
Tj = θjC * P + Tc
Tj = 4.1 * 0.0456 + 55ºC
Tj = 55,187ºC

c.q.d.

ENTÃO, para o citado MOSFET, quando a temperatura externa for 55ºC a temperatura interna será 55,187ºC, observado a temperatura ambiente de 25ºC e gabinete bem ventilado. Em situação diferente da acima descrita será necessário recalcular os valores de potência dissipada e Tj.

Então, medir a temperatura externa é praticamente a mesma coisa que medir a temperatura interna.

Então, quando você chamar o outro de "errado" e de "mal educado", avalie se você tem base adequada para sustentar suas proposições. No caso, você não tem nenhuma.

Se fui grosso com o colega, eu já havia me desculpado e, salvo melhor juizo, estamos de boa um com o outro.

Agora, *****, que implicância do K@R@i com meu termômetro infravermelho !!!

Querido Rafael Coelho, comece a colocar a temperatura dos VRMs nos seus reviews, porque fica um monte de gente cheia de achismo, metendo o pau sem razão em produtos de qualidade adequada. Do mesmo jeito que tem placas de entrada que o cidadão quer por CPU top (tipo AMD 2700X em mobo A320), mas ninguem tem como justificar pra ele que isso não vai prestar.

Abraço a todos.

Shaman93 · 18 de fevereiro de 2019

@Roberval TaylorEm momento nenhum te chamei de mal educado, apesar de dizer que estava errado, só disse que era feio esculachar com os outros, por exemplo como está fazendo de novo agora. Não contestei sua formação em engenharia como você está contestando a minha. Mas agora sim, pra mim só ficou ainda mais demonstrado o erro e a má educação, que nesse momento assumiu ares de intelectualidade acadêmica. Toda a pompa, 'explicando' o que pra mim são termos óbvios que já estudei, pra chegar a conclusão - muito bem poderia ter sido colocada simplesmente assim - que "a temperatura externa dos MOSFETs é praticamente a mesma que a interna" e só responder - mal e mal - a um dos motivos pelos quais um termômetro de farmácia é inadequado pra fazer medições de hardware confirma. Ter ignorado todos os outros motivos e passado reto sobre a bobagem envolvendo range e precisão sem nenhuma retratação ficou cômico. Mas os "brios acadêmicos" aqui vão bem, não ficam feridos quando contestam minhas afirmações (e mesmo minha formação), "chegar ao ponto" de ter que embasar elas ou admitir que estou errado não me é problema, e por fim não tenho necessidade nenhuma de demonstrar superioridade pra ninguém, muito menos perder tempo com isso. Um abraço, melhoras pros brios acadêmicos.

Roberval Taylor · 18 de fevereiro de 2019

Em 18/02/2019 às 04:47, Shaman93 disse:

@Roberval TaylorEm momento nenhum te chamei de mal educado, apesar de dizer que estava errado, só disse que era feio esculachar com os outros, por exemplo como está fazendo de novo agora. Não contestei sua formação em engenharia como você está contestando a minha. Mas agora sim, pra mim só ficou ainda mais demonstrado o erro e a má educação, que nesse momento assumiu ares de intelectualidade acadêmica. Toda a pompa, 'explicando' o que pra mim são termos óbvios que já estudei, pra chegar a conclusão - muito bem poderia ter sido colocada simplesmente assim - que "a temperatura externa dos MOSFETs é praticamente a mesma que a interna" e só responder - mal e mal - a um dos motivos pelos quais um termômetro de farmácia é inadequado pra fazer medições de hardware confirma. Ter ignorado todos os outros motivos e passado reto sobre a bobagem envolvendo range e precisão sem nenhuma retratação ficou cômico. Mas os "brios acadêmicos" aqui vão bem, não ficam feridos quando contestam minhas afirmações (e mesmo minha formação), "chegar ao ponto" de ter que embasar elas ou admitir que estou errado não me é problema, e por fim não tenho necessidade nenhuma de demonstrar superioridade pra ninguém, muito menos perder tempo com isso. Um abraço, melhoras pros brios acadêmicos.

A gente prova por A + B que o cara tá errado, e ele ainda acha que tá certo!

"a temperatura externa dos MOSFETs é praticamente a mesma que a interna" é um conclusão que VOCÊ deveria ter tido ANTES de falar que eu estava errado, nos ditos do SEU primeiro post:

Citação

"Termômetros infravermelho só medem a temperatura da superfície. Ou seja, não detectam a temperatura interna dos dispositivos. A limitação pra medir hardware é auto-evidente;"

Ora, derrubei seu argumento e provei que o seu achismo estava errado. A não ser, é claro, que você ache que 0.187ºC é relevante numa peça que varia a temperatura 10ºC, 20ºC para cima e para baixo várias vezes por segundo. Mas aí deixou de ser técnica e virou dogma.

Na falta de um sensor interno, o uso de medição externa pra uma peça tão pequena é válido sim, principalmente considerando alta condutibilidade térmica do invólucro termo-plástico ou cerâmico. Tudo mundo faz desse jeito, não sendo invenção minha.

Ah! Se você tiver uma outra forma de medir temperatura externa de alguma coisa, por favor COMPARTILHE.

Ficarei muito grato em fazer melhor.