主板电路基础知识.doc

本文由jayyuzhang贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 電路基礎知識 Willess Zhang 電路基礎知識 三極管和MOS管 Block Diagram IC工作的基本要素 工作電壓種類 IC的Clock值 電路實例 三極管 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。 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 三極管電路符號 三極管 三極管可以工作在放大區，飽和區，截止區。 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。 主板電路圖中往往只關心工作在飽和區，截止 區。 三極管 工作在截止狀態時，IC0，相當於開關的斷開狀態，因此， 三極管可當做開關器件使用。 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 b c b 1 c e 2 e 1.各類門電路 （注意，BJT是工作在飽和區或者截止區的） +5V 2 +5V 14 74HCT14 VCC 2 GND U3A GND 7 1 OUT 3 C IN 1 NOT OUT IN_Y 2 1 1 B E 2 GND +5V 2 +5V 14 1 OUT 3 C IN_X IN_Y 2 VCC 3 IN_X 2 1 1 B E 2 NOR GND 1 OUT GND 3 C IN_Y 2 1 1 B E 2 GND 7 GND +5V 2 +5V +5V 14 IN_X 2 1 1 B 1 3 C E 2 IN_Y IN_X 1 2 VCC OR GND 7 3 1 2 OUT GND 1 B 3 C IN_Y 2 1 1 B E 2 OUT 3 C E 2 GND GND GND +5V 2 +5V 2 +5V 1 14 IN_Y IN_X 1 2 VCC 3 C AND GND 7 3 OUT IN_Y 2 1 1 B E 2 1 B 3 C E 2 3 C 1 OUT GND IN_X 2 1 1 B E 2 GND GND +5V 2 +5V 14 IN_X IN_Y 1 2 VCC IN_Y 2 1 1 B 1 OUT 3 C NAND GND 7 GND 3 OUT E 2 3 C IN_X 2 1 1 B E 2 GND MOS管 MOS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。 MOS管導通壓降小，損耗小，耐高溫，但開關速度不高， 管 價格貴；而三極管 三極管開關速度快，抗靜電能力比MOS管強， 三極管 但損耗較大。 MOS管是壓控，三極管是流控。 MOS管電路符號： 場效應管的開關特性 場效應管的開關特性 RD G +VDD D iD (mA) iD (mA) uGS=10V 8V 6V uo 0 UT uGS(V) 0 4V 2V uDS(V) 輸出特性曲線 ui 工作原理電路 S 轉移特性曲線 截止状态 G UiUT 電源產生電路（+3V_Dual） +5V_USB_B +1.8V_Dual +1.8V_Ref(for sequence) +5V_Dual&+5V_USB C:Documents and Settingswilless_zhang Block Diagram Intel Prescott & Cedar Mill LGA775 CPU VGA 800 MHz Single Channel PEG x16 Slot 100MHz Block Diagram 400/533/667 MHz DDR2 SDRAM (2 x DIMM s) ATI RC410 GMCH Direct Media Interface 2GB/s On-board Audio Codec Realtek ALC883 24 MHz Intel HD Audio 66/100M 66/100M 2 IDE Ports (UltraDMA100) ATI IXP450 10/100 NIC Realtek RTL8101L IEEE1394 Agere LFW3226 33MHz,32-bit 150M 150M 150M 150M 48 MHz 4 Serial ATA IDE Ports (UltraDMA300) 32.768KHz USB USB USB USB USB USB USB USB LPC Bus 8 USB 2.0 Ports Primary PCI Bus 33MHz 33MHz 33MHz 33 MHz 33 MHz 14MHz 32.768KHz FWH Flash ROM Super I/O Asus A8000 1xParallel Port, 1x Floppy KB,MS 3 x PCI Slots IC工作的基本要素 Chip 工作的四個要素 a. Voltage b. GND c. Data d. Clock Connector工作的三個要素 a. Voltage b. GND c. Data Data電壓是變化的,傳輸的信息用 0 和 1表示 工作電壓種類 五種基本電壓值 1.+12V :(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） 工作電壓種類 電壓種類： 電壓種類： Main power: S0/S1 Dual power:S0/S1/S3 Standby power:S0/S1/S3/S4/S5 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 USB +5V_Dual Voltage 1394 +12V PS2 +5V_Dual HDD +12 +5V +3.3V LAN DDR2 +1.8V_Dual, +0.9V_Dual Audio +3.3V +12V +5VSB CPU +3.3VSB +Vcore Status Dual Main Dual Main Standby Dual Main/Standby Main 爲什麽USB和PS2是Dual power，而HDD或1394是Main power? 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！ Clock值 C:Documents and Settingswilless_zhang Clock值 晶振 RTC晶振 開機晶振 LAN clock PCI clock 1394 clock PCIE clock USB clock 值 clock值 32.768KHZ 14.318MHZ 25MHZ 33MHZ 24.576MHZ 100MHZ 48MHZ Clock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。 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 電阻：分壓 電容：隔直通交，濾波 電感：通直流，阻交流 三極管/MOS管：開關，轉壓 電路實例 CPU Thermal trip DDR Voltage reference VGA port USB connector & Over Current 1394 connector Control Panel Speaker LAN LED Audio connector System fan Battery CPU Thermal trip DDR Voltage reference Memory margin Microsoft PowerPoint 虏厨 VGA port USB connector & Over Current 1394 connector Control Panel Speaker 蜂鳴聲的產生 LAN LED Audio connector (Rear Audio) Front Audio Header CPU fan System fan System fan 1.運放 不工作，B在工作。 運放A不工作 在工作。 運放 不工作， 在工作 輸出端為12V 當VB+ VB- 輸出端為 輸出端為0V 當VB+ VB- 輸出端為 2.SFAN_PWM輸入的為方波（如下），當高電平風扇 輸入的為方波（ ），當高電平風扇 輸入的為方波 如下）， 所以占空比（ 轉，所以占空比（Duty值）越大轉速越快 值 System fan 3.SFAN_TACH為輸出 ，最終作用為告知 為輸出pin， 為輸出 BIOS風扇轉速為多少。本身原理是電壓的變 風扇轉速為多少。 風扇轉速為多少 化轉換成轉速的變化， 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SFAN_PWM的方波傳到 通過運放， 的方波傳到 RSFAN點，只是把原先 點 只是把原先SFAN_PWM的3.3V高 的 高 電平轉成12V高電平。 高電平。 電平轉成 高電平 System fan 5.在通過 在通過MOS，把RSFAN點電壓傳到 在通過 ， 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 但此時有一個大電容 大電容具有儲能功能， （100uf/16v）,大電容具有儲能功能，把方波 ） 大電容具有儲能功能 變成三角波 System fan 6.假設 假設SFAN_PWM輸入的方波 假設 輸入的方波 占空比為50%，則可認為輸出點 占空比為 ，則可認為輸出點SFAN_PWR為6V 為 （12V*50%） ） 若占空比為80%，則輸出點 若占空比為 ，則輸出點SFAN_PWR為9.6V， 為 ， 若占空比為100%，輸出電壓為 若占空比為 ，輸出電壓為12V，風扇全速運行 ， 7.所以輸入（SFAN_PWM）的占空比愈大，輸出電壓 所以輸入（ 所以輸入 ）的占空比愈大， （SFAN_PWR）越大（012V）,電壓越大轉速遠快 ）越大（ ） 電壓越大轉速遠快 把該電壓輸入風扇內部電路， （把該電壓輸入風扇內部電路，從SSFAN_TACH輸 輸 出） Battery 3.0V Battery BATT G3 State 2.6V 2.9V 1. BATT BATT 2. BATT BATT comes from BATTERY at G3 state. So will be 2.6V at G3 state. comes from +3VSB at S5 state. So will be 2.9V at G3 state. S5 State 電壓轉換電路 電壓轉換電路有三種 1.電阻分壓電路 2.Linear電路 3.Switch電路 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=Vrefen Vin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=0.9V Switch電路 一個轉換芯片 兩個MOS管切換著工作 輸出的1.2V是一個動態的1.2V C:Documents and Settingswilless_zhang Switch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,UGATE輸出高電平，使上面的MOS管 (1) 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）=0.8V Switch電