主板电路基础知识课件.pptx

1、電路基礎知識n三極管和MOS管nBlock DiagramnIC工作的基本要素n工作電壓種類nIC的Clock值n電路實例三極管n三極管也稱晶體管或者電晶體，它的英文名稱BJT (Bipolar Junction Transistor)，它是非常重要的一種半導體器件，廣泛應用於各種電子電路中。n內部爲由P型半導體和N型半導體組成的三層結構，根據分層次序分爲NPN型和PNP型兩大類n三極管電路符號 三極管n三極管可以工作在放大區，飽和區，截止區。n三極管工作在放大區可以實現放大電路，這在模電中應用很多。n主板電路圖中往往只關心工作在飽和區，截止區。三極管n工作在截止狀態時，IC0，相當於開關的斷

2、開狀態，因此，三極管可當做開關器件使用。n三極管工作在飽和狀態時，其VCES0，相當於開關的接通狀態。等效電路如下所示：截止状态等效电路 饱和导通等效电路 becbce121.各類門電路O UTINNOT+5VVCCGNDU3A74HCT1412147G NDO UTG NDIN_YBCE123+5V1212（注意，BJT是工作在飽和區或者截止區的）O UTIN_Y+5VVCCGND123147G NDORIN_XBCE123G ND12O UTBCE123+5V12IN_YG ND1212+5VBCE123IN_XG NDIN_YIN_X+5VO UTG NDVCCGND231147NORG

3、 NDBCE12312BCE123O UT12IN_XIN_Y12+5VG NDIN_X+5VIN_YG NDO UTVCCGND123147NAND12G NDO UTBCE123BCE12312IN_X12+5VIN_YIN_X+5VO UTANDVCCGND123147IN_YG NDG NDBCE1231212G NDO UT+5VIN_Y12+5VBCE12312IN_XBCE123MOS管nMOS管即金屬氧化物半導體三極管，又叫絕緣柵型場效應三極管MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)，分為增強型和耗盡型。nMOS管管導通壓降小，損耗小，耐高溫

4、，但開關速度不高，價格貴；而三極管三極管開關速度快，抗靜電能力比MOS管強，但損耗較大。nMOS管是壓控，三極管是流控。nMOS管電路符號：工作原理電路 轉移特性曲線輸出特性曲線 截止状态UiUTuo0電源產生電路（+3V_Dual）+5V_USB_B+1.8V_Dual+1.8V_Ref(for sequence)+5V_Dual&+5V_USBBlockDiagramDDR2 SDRAM(2 x DIMM s)800 MHz 400/533/667 MHzIntel Prescott & Cedar Mill LGA775 CPUPrimary PCI Bus33MHz,32-bitATI

5、IXP450LPC Bus3 x PCI SlotsFWHFlashROMUSB2 IDE Ports(UltraDMA100) On-boardAudio CodecRealtekALC883Intel HD Audio 1xParallel Port, 1x FloppyKB,MSBlock DiagramSuperI/OAsus A80008 USB 2.0 PortsATI RC410GMCHDirect Media Interface2GB/sPEG x16 SlotUSBUSBUSBUSBUSB33 MHz 14MHz32.768KHz32.768KHz33MHz33MHz100M

6、Hz24 MHz33 MHz66/100M 48 MHzSingle ChannelUSBUSB4 Serial ATA IDE Ports(UltraDMA300)150M150M 150M 150M10/100 NICRealtek RTL8101L33MHzVGA66/100MIEEE1394AgereLFW3226IC工作的基本要素nChip 工作的四個要素a. Voltageb. GNDc. Datad. ClocknConnector工作的三個要素a. Voltageb. GNDc. DatanData電壓是變化的,傳輸的信息用 0 和 1表示工作電壓種類n五種基本電壓值1.+12

7、V :(黃色,供主板工作)2. +5V(紅色)3. +3.3V(橙色)4 +5VSB(紫色, Standby電壓）5. -12V（藍色） 電壓種類：電壓種類：nMain power: S0/S1nDual power:S0/S1/S3nStandby power:S0/S1/S3/S4/S5工作電壓種類BTW： GND（黑色） 白色: -5V灰色: +5V Power OK signal綠色: +5V (PS_ON#,電源工作電壓)各Device使用的電壓USB1394PS2HDDLANDDR2AudioCPUVoltage+5V_Dual+12V+5V_Dual+12+5V+3.3V+3.3

8、VSB+1.8V_Dual,+0.9V_Dual+3.3V+12V+5VSB+VcoreStatus DualMainDualMainStandbyDualMain/StandbyMain電壓是提供IC工作，是一個電路工作的一個最基本最底層的必要條件！爲什麽USB和PS2是Dual power，而HDD或1394是Main power?Clock值Clock值RTC晶振晶振開機晶振開機晶振LAN clockPCI clock1394 clockPCIE clockUSB clockclock值值32.768KHZ14.318MHZ25MHZ33MHZ24.576MHZ100MHZ48MHZnC

9、lock是一個基準頻率，它是一個標準，可以判斷出傳輸的Data值的信息。n时钟发生器提供给芯片的时钟信号是一个连续的脉冲信号，而脉冲就相当于芯片的脉搏，每一次脉冲到来，芯片内的晶体管就改变一次状态，让整个芯片完成一定任务。主板的電子元件作用電路都是由以下元件構成電路都是由以下元件構成n電阻：分壓n電容：隔直通交，濾波n電感：通直流，阻交流n三極管/MOS管：開關，轉壓電路實例nCPU Thermal tripnDDR Voltage referencenVGA port nUSB connector & Over Currentn1394 connector nControl PanelnSp

10、eaker nLAN LEDnAudio connectornSystem fannBatteryCPU Thermal tripDDR Voltage referenceMemory marginVGA portUSB connector & Over Current1394 connectorControl PanelSpeakern蜂鳴聲的產生LAN LEDAudio connector (Rear Audio)Front Audio HeaderCPU fanSystem fanSystem fan1.運放運放A不工作，不工作，B在工作。在工作。當當VB+ VB- 輸出端為輸出端為12

11、V當當VB+ VB- 輸出端為輸出端為0V2.SFAN_PWM輸入的為方波（如下），當高電平風扇輸入的為方波（如下），當高電平風扇轉，所以占空比（轉，所以占空比（Duty值）越大轉速越快值）越大轉速越快 System fan3.SFAN_TACH為輸出為輸出pin，最終作用為告知，最終作用為告知BIOS風扇轉速為多少。本身原理是電壓的變風扇轉速為多少。本身原理是電壓的變化轉換成轉速的變化，其中的電路圖在化轉換成轉速的變化，其中的電路圖在system fan里。里。4. 通過運放，把通過運放，把SFAN_PWM的方波傳到的方波傳到RSFAN點，只是把原先點，只是把原先SFAN_PWM的的3.3V

12、高電平轉成高電平轉成12V高電平。高電平。System fan5.在通過在通過MOS，把，把RSFAN點電壓傳到點電壓傳到SFAN_PWR,但此時有一個大電容但此時有一個大電容CE25（100uf/16v）,大電容具有儲能功能，把方波大電容具有儲能功能，把方波變成三角波變成三角波 System fan6.假設假設SFAN_PWM輸入的方波輸入的方波占空比為占空比為50%，則可認為輸出點，則可認為輸出點SFAN_PWR為為6V（12V*50%）若占空比為若占空比為80%，則輸出點，則輸出點SFAN_PWR為為9.6V，若占空比為若占空比為100%，輸出電壓為，輸出電壓為12V，風扇全速運行，風扇

13、全速運行7.所以輸入（所以輸入（SFAN_PWM）的占空比愈大，輸出電壓）的占空比愈大，輸出電壓（SFAN_PWR）越大（）越大（012V）,電壓越大轉速遠快電壓越大轉速遠快（把該電壓輸入風扇內部電路，從（把該電壓輸入風扇內部電路，從SSFAN_TACH輸輸出）出）BatteryBattery3.0VBATT2.6VG3 State1.BATT comes from BATTERY at G3 state. So BATT will be 2.6V at G3 state.2.BATT comes from +3VSB at S5 state. So BATT will be 2.9V at

14、G3 state. S5 State2.9V電壓轉換電路電壓轉換電路n電壓轉換電路有三種n1.電阻分壓電路2.Linear電路3.Switch電路n為什麽不是直接用電阻分壓？爲什麽需要Linear和Switch兩種電路？電阻分壓電路(DDR Voltage reference)Linear電路Vout=VrefenVin只要有電壓即可，Vout不是由Vin決定Vrefen=+1.8V_Dual * 1KOhm/(1KOhm+ 1KOhm)=0.9V+VTT_DDR=Vout=Vrefen=0.9VSwitch電路n一個轉換芯片n兩個MOS管切換著工作n輸出的1.2V是一個動態的1.2VSwit

15、ch電路1. Switch電路中，兩個MOS管交替切換工作，兩者不會同時工作2.芯片pin腳定義，重點關心3pin:FB,UGATE,LGATE；這3pin關係為: (1)當FB0.8V,LGATE輸出高電平，使下面的MOS管工作，拉low，讓大電容PCE45放電3.FB的0.8V本身由芯片自身Spec決定，這邊可以通過反推得出1.2V *（2K/2K+1.07K）=0.8VSwitch電路n4.一開始時,FB點電壓為0V0.8V,上面的MOS管工作： 芯片讓UGATE輸出高電平把5V拉下來大電容充電 輸出電壓慢慢變大逐漸接近1.2V n 輸出波形為：Switch電路n5.當輸出電壓打與1.2V時，芯片把上面MOS管關閉，把下面MOS管打開： 芯片讓LGATE輸出高電平MOS導通,拉low大電容放 電輸出電壓慢慢變小逐漸接近1.2Vn 所以輸出電壓是一個動態1.2V（不斷充放電） ，輸出波形有上下稍微抖動。Q&AThanks for your attending！續篇：續篇：主板上電過程主板上電過程下回分解