第2章 维修基础

良好的电子基础是深入维修之本。这一章有选择地介绍一些与笔记本电脑维修相关的、必要的电子基础知识。但本书的主要目的不在于此。若想更进一步了解相关的电子基础知识，读者可继续关注电子工业出版社即将出版的《笔记本电脑维修之电路分析基础》一书。

2.1 基础电子元件

2.1.1 电阻

在电路中，电阻通常用图2.1（a）或图2.1（b）的图形符号来表示。原始的笔记本电脑电路图中，通常采用图2.1（b）所示的电阻符号来标识。

电路中，字母“R”标示电阻，字母“R”加数字则标示某一具体的电阻。如在图2.2所示的电路中，R11、R3、R6、R16、R9就分别表示了5个不同的电阻。这种表示方法对于电容、电感、二极管、三极管、集成电路等都是适用的。

电阻器都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。常用的还包括kΩ（千欧）、MΩ（兆欧）。其换算关系为

1kΩ=1000Ω 1MΩ=1000kΩ

在笔记本电脑的电路板中，由于电阻体积通常较小，大多数电阻都没有标出其参数。在一些体积较大的电阻上，通常通过数码标识法来标示电阻的阻值，如图2.6中的排电阻。

数码标识法是用三位阿拉伯数字表示的，前两位数字表示阻值的有效数，第三位数字表示有效数后面零的个数。单位为欧姆（Ω）。

例如∶

101=100Ω 102=1kΩ 103=10kΩ

104=100kΩ 105=1MΩ 106=10MΩ

当阻值小于10Ω时，常以“* R*”表示，将R看做小数点，如3R3为3.3Ω。

若几个电阻首尾相接，如图2.3所示，就是电阻的串联。两个电阻串联后，R总 =R1+R2。因此，利用电阻的串联，可得到一个阻值较大的电阻。串联电阻电路有这样一个特点∶在串联电阻电路中，流过每个电阻的电流一样；但每个电阻两端的电压不同（串联电阻分压）。

若两个或几个电阻以头接头、尾接尾的方式连接，如图2.4所示，则为电阻的并联。

电阻并联后，其总电阻阻值减小（a、b间的电阻），其阻值的计算公式为

并联电阻电路有这样一个特点∶在并联电阻电路中，每个电阻器两端的电压一样；但流过每个电阻器的电流不同（并联电阻分流）。

笔记本电脑中的电阻基本上都是表面贴装的电阻（也被称为SMD电阻）。SMD电阻的封装尺寸有多种，如0402、1206、2010、0805、0603等。在图2.2中，电阻标识“8.2K_0402_5%”中的“0402”就是指该电阻的尺寸。

图2.5所示的就是几个实际的SMD电阻。笔记本电脑中的电阻基本上都是两端为银白色，这是电阻的焊接点，中间大部为黑色。图2.5中右边图中所示的是几个采用数码法标识的SMD电阻。

在笔记本电脑电路板中，常常会见到一些电阻被制作在一起。这些电阻器组件被称为电阻阵列或电阻网络（也有被其为“排电阻”的）。图2.6中的RP59就是HP6910笔记本电脑中的一个SMD电阻器阵列，图中展示了RP59的实物图及其电路图形符号。

在电路图中，电阻器阵列采用一个标号。如在图2.6所示的电路中，RP59就是一个电阻阵列（排电阻），它包含4个独立的电阻器。

2.1.2 电容

笔记本电脑中的电容主要起到滤波（旁路）与耦合（传输信号）的作用。

电容在电路中用字母“C”标识。在电路中，电容通常用图2.7所示的图形符号来表示。固定电容没有极性之分，电解电容有正极、负极之分。

电容器存储电荷的能力用电容量来表示。电容容量的基本单位用法拉（F）表示，其他单位还有∶毫法（mF）、微法（μF）、皮法（pF）、纳法（nF）。常用的是微法（μF）、皮法（pF）。它们之间的换算关系是∶

1F（法拉）=1000mF（毫法）1mF（毫法）=1000μF（微法）

1μF（微法）=1000nF（纳法）1nF（纳法）=1000pF（皮法）

若几个电容首尾相接，就是电容的串联，如图2.9所示。电容串联后，其总电容容值减小。若两个或几个电容以头接头、尾接尾的方式连接，如图2.10所示，则为电容的并联。电容并联后，其总电容容值增大。

在笔记本电脑中，通常采用片式封装的薄膜电容，称为SMD电容。图2.11所示的就是一些SMD电容。图2.12所示的则是SMD电解电容。

笔记本电脑电路中的电容外观与电阻的外观有一点相似，即两端的焊接点为银白色，但电容的中间大部通常为灰色或者是黄色、褐色。SMD电解电容的正负极很容易辨认，通常电解电容的外观都是长方体，颜色以黄色和黑色最常见。电容的正极一端有一条色带，如图2.12所示。

在电容的实际应用中，常常会采用一些电容器组件，这些电容器组件是多个电容器以不同的连接方式被集成在一起，得到被称为电容阵列或电容网络的器件。图2.13左图所示的是电容阵列的实物图。

2.1.3 电感

电感器是一种利用磁场来存储能量的无源器件，是电子电路常用的元件之一。通常用图2.14所示的符号来表示电感器。

电感是表示电感能力的物理量，用字母L表示。电感的单位是H（亨）。常用的电感量单位还有毫亨（mH）、微亨（μH）、纳亨（nH），其换算关系是∶

1H=1000mH

1mH=1000μH

1μH=1000nH

电感器有两个重要的特性∶流过电感器的电流不能突变；电感通直流，阻交流。电感通低频，阻高频———即面对同一个电感，频率低的信号比频率高的信号容易通过（电感对低频信号的阻力小，对高频信号的阻力大）。

相对而言，电感在笔记本电脑中不太多。笔记本电脑电路中的电感大多应用在电源电路、接口电路、音频电路中。笔记本电脑通常采用表面安装的SMD电感。图2.15所示的就是几个SMD电感器。

2.1.4 磁珠

磁珠（Bead）是目前应用发展很快的一种抗（电磁）干扰器件。

磁珠主要用于高频电磁干扰抑制。在高频段，磁珠阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小。但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。

在笔记本电脑中，通常使用的是片式磁珠，这些磁珠中已经有用于连接用的导线。图2.16所示的就是几种不同的片式磁珠。

在电路中，通常以电感的图形符号来标识磁珠，也有用电阻的图形符号来标识的。需注意的是，磁珠的特性参数是以欧姆（Ω）为单位，而不是亨利（H）。

在笔记本电脑中，磁珠通常用于按键、电源供电、EMI滤波器电路。在笔记本电脑电路图中，磁珠可能以字母“R”或“L”来标识，图2.17中的R1453与L17就是磁珠。

2.2 晶体管

2.2.1 二极管

晶体二极管又简称二极管，通常用图2.18所示的图形符号来表示。

二极管有正极（阳极）、负极（阴极）之分。二极管图形符号中的三角箭头表示正向电流的方向，即电流从二极管的正极流入，负极流出。

单向导电性是二极管的重要特性。

简单地说，二极管的单向导电性是指，二极管正向导通，反向截止。

即二极管的正极连接到电源正极，二极管的负极连接到电源的负极，二极管就导通。若二极管的正极连接到电源负极，二极管的负极连接到电源的正极，二极管不导通。

通常情况下，锗二极管的正向压降（二极管两端的电压）在0.05～0.3V的范围内时，二极管导通。硅二极管的正向压降在0.6～0.8V的范围内时，二极管导通，如图2.20所示。

笔记本电脑中的二极管不多，主要是一些特殊二极管，如发光二极管、开关二极管、肖特基二极管等。其中，开关二极管与肖特基二极管主要用于信号线，起到电子开关的作用。

图2.21展示了一些SMD二极管。在图2.21中，有三个、四个引脚的其实是二极管组件或二极管阵列器件，它们通常集成了两个或多个二极管。

发光二极管（LED）主要被用来做背景灯及信号指示灯。发光二极管的图形符号如图2.22所示。在实际运用中，一般在二极管电路中串接一个限流电阻，以防止大电流将发光二极管损坏。

瞬态电压抑制器简称TVS，是一种二极管形式的保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高电压冲击时，它能以极快的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

笔记本电脑中多采用TVS二极管阵列，应用于各种接口电路，起到保护作用。图2.23中的D51就是一个TVS二极管阵列。

2.2.2 三极管

三极管是电子技术应用中很重要的有源器件。

三极管有三个电极，分别是基极（B）、发射极（E）、集电极（C）。

三极管有NPN和PNP两种结构形式，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的。在电路中，三极管通常用图2.24所示的图形符号来表示。

笔记本电脑中的三极管都是SMD器件。单从三极管的外形看，三极管多种多样，三极管有三个电极的，有四个电极的。图2.25所示的就是一些SMD三极管的实物图。

需注意的是，有三个电极、四个电极的并不一定就是三极管，它们可能是二极管，或是其他器件。即使是同一封装的三极管，其引脚也可能不同。

在笔记本电脑中，还常常使用一些复合的三极管器件。这些三极管可能是双三极管器件（两个三极管被制作在一起）；或者是三极管内集成了偏置电阻，如图2.26所示。

在笔记本电脑电路中，三极管主要作为电子开关。三极管开关电路的控制信号通常是脉冲信号（或高电平、低电平信号）。

这里以两个例子来简单说明三极管开关电路的工作。

图2.27所示的是HP6910P笔记本电脑液晶显示屏的一个5V供电电子开关电路，其中的Q53是一个集成了偏置电阻的PNP三极管。当外部输入的信号无效时，Q36的D极为高电平，PNP三极管处于截止状态，Q53的发射极、集电极之间的电阻很大（相当于开关断开）。

当外部输入信号有效时，Q36的D极为低电平，控制PNP三极管饱和导通，Q53的发射极、集电极之间电阻很小（相当于开关闭合），+5VS电源经Q53的发射极、集电极通道输出+5VS_INV电源。

图2.28所示的是IBM T60笔记本电脑中的风扇控制电路，其中的Q77是一个集成了偏置电阻的NPN三极管。当控制信号FAN_ON无效时（低电平），Q77截止，Q77的1、3脚相当于断开，Q77的3脚为高电平，致使Q1也不工作。

当控制信号FAN_ON有效时（高电平），Q77饱和导通，Q77的1、3脚相当于接通，Q77的3脚被短路到地。Q77的3脚为低电平，致使Q1开始工作（导通）。VCC5B电源经F4、Q1和接口J15给风扇供电，风扇开始工作。

2.2.3 场效应管

三极管是电流控制器件，而场效应管是由栅极电压产生的电场来控制电流大小的器件。

场效应管有三个电极∶栅极（G）、漏极（D）与源极（S）。

根据极性不同，场效应管可分为N沟道与P沟道两大类，分别与三极管的NPN型、PNP型对应。按结构分，场效应管可分为结型（JFET）与绝缘栅型（MOSFET）。笔记本电脑内的场效应管都是绝缘栅型。按掺杂工艺不同分为增强型与耗尽型。在电路图中，这些场效应管的图形符号分别如图2.29所示。

在实际应用中通常只需考虑增强型绝缘栅场效应管（MOSFET）。MOSFET有N沟道与P沟道两种极性。以N沟道增强型绝缘栅场效应管来说，它与NPN三极管类似。场效应管正常工作时，漏极（相当于集电极）电位高于源极（发射极）电位。

❶ 当栅极无电压时，漏极与源极之间基本上无电流。

❷ 当栅极电压高于源极电压时（栅极正偏），漏极与源极间开始导通。

❸当栅极电压远大于源极电压时，漏极与源极间导通（相当于开关闭合，漏极与源极间的电阻非常小）。

P沟道与N沟道增强型绝缘栅场效应管相反，它与PNP三极管类似。场效应管正常工作时，源极（发射极）电位高于漏极（相当于集电极）电位。

❶ 当栅极电压有高电位时（接近源极电压），漏极与源极之间基本上无电流。

❷ 当栅极电压低于源极电压时（栅极正偏），漏极与源极间开始导通。

❸当栅极电压远小于源极电压时，漏极与源极间导通（相当于开关闭合，漏极与源极间的电阻非常小）。

在笔记本电脑中，场效应管主要被用做模拟开关、逻辑开关，应用于信号线路、供电开关、开关电源电路。

图2.30所示的是一个典型的场效应管开关电路。在电路中，Q38、Q39是N沟道增强型绝缘栅场效应管，Q92是P沟道增强型绝缘栅场效应管。

MB_PWR是控制信号，来自南桥芯片。

当MB_PWR信号为低电平时，N沟道MOSFET管Q38截止，其D（漏）、S（源）极之间相当于开关断开。

Q38的D极电压为+5VS电源电压，Q38输出高电平信号。该信号经R93到Q92的4脚（栅极）。由于Q92是P沟道MOSFET，Q38输出的高电平信号使Q92截止。Q92的1～3与5～8脚之间的通道相当于开关断开。+5VS电源不能经Q92输出。

同时，Q38输出的高电平被送到Q39的2脚（栅极），使Q39饱和导通，Q39的D极被短路到地，+5VS_MB经R98到地，确保+5VS_MB无电压。

当MB_PWR信号为高电平时，N沟道MOSFET管Q38饱和导通，其D（漏）、S（源）极之间相当于开关闭合。

Q38的D极电压为0。我们说Q38输出低电平信号。该信号经R93到Q92的4脚（栅极）。由于Q92是P沟道MOSFET，Q38输出的低电平信号使Q92饱和导通。Q92的1～3与5～8脚之间的通道相当于开关闭合。+5VS电源经Q92输出+5VS_MB电源。

同时，Q38输出的低电平被送到Q39的2脚（栅极），使Q39截止，Q39的D、S极通道相当于开关断开，使该通道不会影响+5VS_MB电源。

2.3 运算放大器

在笔记本电脑中，运算放大器通常被用做电压跟随器、信号放大器、比较器、驱动器等。这里以三个比较典型的实际电路来简单介绍笔记本电脑中的运算放大器电路。

2.3.1 电压比较器

图2.31所示的是SONYVGN-FZ25笔记本电脑中的一个AC输入过流保护的一个触发控制电路。其中的PU13是比较器。在笔记本电脑中，比较器电路常使用专门的芯片，如LM393、NE527、TLC372等。

在图2.31中，MAX1909_LDO来自电池充电管理器PU4（MAX1909ETI+T）的LDO电压调节器输出，MAX1909_IINP_HW是PU4输出的AC输入电流检测信号。

通过电阻PR261、PR341与PR264分压，设定过流保护触发的门限电压。通过调整几个电阻的阻值，可以改变触发门限。

在正常情况下，PU13的3脚（同相输入端）输入的电压低于PU13的4脚（反相输入端）电压。PU13的1脚输出为低电平。三极管PQ24A因基极电压为0而截止，致使PQ59、PQ24B截止，电路输出的AC_OFF_3#信号为高电平。

一旦PU13的3脚输入的电压高于PU13的4脚电压，过流保护将被启动，PU13的1脚状态翻转，输出为高电平。三极管PQ24A因此饱和导通，致使PQ59、PQ24B导通，电路输出的的AC_OFF_3#信号变为高电平，交流供电通道将被切断。

2.3.2 电压跟随器与信号放大器

图2.32所示的是HP6910P笔记本电脑的内接送话器电路。图2.32中的U27B电路是一个电压跟随器，为内接送话器信号放大器U27A提供参考电压。

U27A与外部元件组成一个负反馈放大器。C230、R190是负反馈元件。

VDDA_CODEC电源经R196、R193和接口JP36给内接送话器供电。

送话器转换得到的模拟话音信号经C231、L57、R388到U27A的2脚。放大后的信号从U27A的1脚输出（INT_MIC）。INT_MIC信号被送到音频编译码器U14电路。

2.3.3 电源调整

图2.33所示的电路是一个较为特别的电路。

在电路中，PQ10～PQ12起控制作用。当控制信号VRON为高电平时，电路被启动。高电平的VRON信号使PQ12饱和导通、PQ10截止、PQ11截止。

运算放大器PU2A与PQ9是核心器件，与PR10、PR15、PR12、PR14等一起组成电源调整电路，提供一个1.05V的电源。

在电路中，PU2A电路其实是一个电压跟随器，但它又起到功率推动放大器的作用。PQ9是一个大功率器件，起到扩流的作用。

PU2A的1脚输出电压取决于PR10、PR15的分压。

PU2A的1脚输出经一个100Ω的电阻到PQ9的栅极（4脚），控制PQ9开始工作，输出VCCP（1.05V）电源。

反馈电阻PR12连接在PQ9的源极与PU2A的反相输入口（2脚），这样通过反馈控制来稳定输出的电压，而不必理会PQ9的VGS变化。

如果控制信号VRON变为低电平，电路将被禁止工作。低电平的VRON信号使PQ12截止、PQ10导通、PQ11导通。P382结点处的电压为0V，PU2A的输出为0V，PQ9停止工作。PQ11则被用来快速截断VCCP电源。