1.2 电子元器件应用基础
1.2.1 电感应用讲解
1. 电感介绍
电感器(电感线圈,简称电感)是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,是一种在磁场中储存能量的元件,也是电子电路中常用元件之一。电感量的单位是“亨利”(H)。电感在电学上的作用为通低频信号、隔高频信号、通直流电压、隔交流电压。这一特性刚好与电容相反,并且流过电感中的电流是不能突变的。
2. 电感代号
电感用字母L表示,如L65表示第65个电感。电感有时也用作熔断器,熔断电感用FB表示。
3. 电感电路图形符号
在主板上使用的电感分贴片电感和电感线圈,其电路图形符号如图1-53所示。贴片电感一般用在小供电电路中起保护作用,如芯片供电、信号线上的熔断器。电感线圈多在供电电路中用于滤波、储能,如CPU供电、内存供电、桥供电电路上的电感。
图1-53 电感电路图形符号
4. 电感常见型号
贴片电感(见图1-54(a))外表是棕色的,常见于P/S2接口旁边和一些小供电电路中。电感线圈(见图1-54(b))带有一个黑色外壳,表面写着数字,常在CPU插座、内存插槽旁边,用于供电的滤波和储能。
图1-54 电感实物图
5. 电感好坏判断
电感好坏判断一般是测量两端是否相通。如图1-55所示,使用数字二极管挡或者蜂鸣挡,红黑表笔轻轻夹着电感测量两端,显示数值为0表示电感正常,显示数值为无穷大表示电感开路。
6. 电感的替换
贴片电感找外观大小相同的替换,有的电路可以0Ω电阻代换或者直连。电感线圈一般要找相同大小、相同匝数的替换。
7. 电感的应用电路
电感应用电路举例如图1-56所示:VCC3供电通过R241和R215分压后,经过电感L12改名为VCCA_EXP,为桥芯片内部的PCI-E模块供电,如果VCCA_EXP电流超过L12电感所能承受的电流后,电感会被烧开路,从而保护桥芯片不被烧坏。
图1-55 电感好坏判断
图1-56 电感应用电路
1.2.2 晶振应用讲解
1. 晶振介绍
晶振的全称是晶体振荡器,其作用是产生原始的时钟频率。这个原始的时钟频率经过频率发生器倍频后就成了计算机中各种时钟频率,送到主板上各个设备中使设备正常工作。
2. 晶振代号
晶振用字母X或者Y表示。例如,X2表示主板上第2个晶振。
3. 晶振电路图形符号
晶振在电路图中使用的图形符号如图1-57所示。
图1-57 晶振电路图形符号
4. 晶振常见型号
32.768kHz晶振用于给南桥芯片中的RTC(Real Time Clock,实时时钟)电路提供基准频率。如果32.768kHz晶振损坏,会导致不开机、无复位、不跑码等故障,在不同主板上故障表现不一样。
14.318MHz晶振用于产生时钟芯片的基准频率,损坏时导致主板无时钟信号。
25MHz晶振用于给网卡和部分桥芯片提供基准频率。
主板上常见三种晶振的实物图如图1-58所示。
图1-58 晶振实物图
5. 晶振好坏判断
① 使用示波器测量晶振两脚波形和频率,与标示值对比,频率相同为好,不同为坏。
② 使用替换法判断晶振好坏。
6. 晶振应用电路
晶振的应用电路举例如图1-59所示,Intel-NH82801GB南桥芯片得到VCCRTC实时时钟供电和RTCRST#实时时钟复位后,给32.768kHz晶振供电,晶振起振提供32.768kHz频率给南桥芯片实时时钟电路,让实时时钟电路工作保存CMOS设置(如时间、日期、启动项等)。
图1-59 晶振的应用电路
1.2.3 电阻应用讲解
1. 电阻介绍
物质对电流的阻碍作用就是该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。用字母R表示电阻器(简称电阻)。在电路图中,电阻用图1-60所示电路图形符号表示。电阻阻值的基本单位是欧姆(ohm),简称欧,符号是Ω,比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
1TΩ=1000GΩ 1GΩ=1000MΩ 1MΩ=1000kΩ 1kΩ=1000Ω
图1-60 电阻电路图形符号
2. 电阻阻值计算
主板上常用的电阻都是三位数的贴片电阻,部分主板还使用精密电阻。
普通电阻阻值识读如图1-61所示,前两位为有效数,第三位为倍率。如果中间带有字母,字母表示小数点,如图1-62所示。
图1-61 普通电阻阻值识读
图1-62 中间带字母电阻阻值识读
精密电阻阻值识读如图1-63所示。精密电阻阻值由数字和字母组成,数字是代码,对应表1-2中的一个数,字母表示乘方。
图1-63 精密电阻阻值识读
表1-2 精密电阻阻值对照表
3. 熔断电阻
熔断电阻的作用是保护电路中主要元器件不被烧坏。图1-64中,R295为熔断电阻,当芯片U25负载过大或者短路时通过电阻R295的电流变大,超过电阻所能承受的范围时,电阻自燃使电路开路,芯片供电断开,从而保护前级12V主供电电路不被损坏。熔断电阻的阻值一般都在10Ω以下。
图1-64 熔断电阻应用电路
4. 上拉电阻
上拉电阻的作用是将不确定的信号上拉到一个高电平增加信号电流,让信号能远距离、高速传输。图1-65中,RN3是一个上拉排阻,LDT_RST#信号经过RN3上拉到VCC_DDR电压为信号增加工作电流。另外,上拉电阻同时也有限流作用。
5. 下拉电阻
下拉电阻是将不确定的信号接地,用于设置信号的工作状态。图1-66中,PGNT#0信号通过下拉电阻R608接地,设置PGNT#0信号为低电平状态。信号线上的下拉电阻具有吸收电流的作用,将输出端信号的电流吸收到地,减小信号对后级电路的冲击。
图1-65 上拉电阻应用电路
图1-66 下拉电阻应用电路
6. 分压电阻
上拉电阻和下拉电阻同时存在的电路叫分压电路,将一个正常供电通过电阻分压得到一个合适电压给电路做参考。分压电阻使用在电流小的供电电路或者参考电压电路中。图1-67中的R424和R423就组成一个分压电路,R424连接供电称为上拉电阻,R423接地称为下拉电阻,1_5VREF电压经过R424和R423分压后得到DDR3_1_5REF电压给内存做参考电压。
7. 电阻好坏判断
电阻的测量方法如图1-68所示,将数字万用表调整到欧姆挡,两支表笔分别接触电阻的两端,显示屏上显示数值为所测量电阻的阻值。如果测量显示数值与电阻标示值不一致,则所测电阻已损坏。
图1-67 电阻分压应用电路
图1-68 电阻的测量方法
注意:① 电阻损坏一般表现为阻值变大或为0。
② 由于电阻的制作材料不同,电阻阻值会有一定误差,测量数值在误差范围内的电阻属于好电阻。
③ 需要准确测量时,一定要将电阻拆下来测量。
1.2.4 电容应用讲解
1. 电容介绍
电容器(简称电容)是一种容纳电荷的元器件,用字母C表示。电容具有充电和放电功能,在主板上,电容主要用于供电滤波、信号耦合、谐振等。且电容两端电压不能突变。在电路图中,通常用图1-69所示电路图形符号来表示电容。
图1-69 电容电路图形符号
台式机主板上采用直插式电容(见图1-70)和贴片电容。直插式电容多用于供电电路滤波。滤波电容有正极和负极。如果正极和负极装反,会引起电容损坏,严重时还会导致电容爆炸。电容外壳上有白色或标识的一脚为电容负极,无标识的一脚为正极。常见有极性的直插式电容有电解电容、固态电容。
图1-70 直插式电容
注意:安装电容时应细心目测主板上电容位置的正极和负极,以防止装反。普通主板PCB上有白色阴影为负极,华硕和华擎主板上电容位置的标识相反,白色阴影一端为正极,在安装时要非常注意,如图1-71所示。
图1-71 主板电容位置的标识
从外观上区分,贴片电容(见图1-72)可分为单个电容和排容两种。贴片电容在主板上除用于滤波外,还用于耦合、谐振、升压等。
图1-72 贴片电容
2. 滤波电容
主板要稳定工作,供电是重要条件之一。为稳定各个芯片的工作电压,在电路中使用电容将供电中的交流杂波滤除到地,使电压稳定输出。滤波电容有的使用贴片电容,有的使用直插式电解电容。滤波电容必须有一脚接地。图1-73中的EC6、EC8、EC10是VCCP供电滤波电容,用于将VCCP供电中的交流干扰成分滤除到地,保证VCCP电压稳定输出给CPU供电。如果电容损坏,输出电压就会有波动,导致CPU工作不稳定出现死机故障。
图1-73 滤波电容应用电路
3. 耦合电容
耦合电容通常采用贴片电容,应用在主板PCI-E和SATA信号线上。耦合电容串联在信号电路中,用于隔离直流,并保证交流信号高速传输,如图1-74所示。
图1-74 耦合电容应用电路
PCI-E插槽上方的一排贴片电容就是PCI-E插槽信号线上的耦合电容,如图1-75所示。
图1-75 PCI-E插槽上方有一排耦合电容
4. 谐振电容
谐振电容都采用贴片电容,仅使用在晶振电路(见图1-76)中,分别接在晶振的两个引脚和地之间。如图1-77所示,在晶振边上的电容就是谐振电容。谐振电容容量大小为几pF至几十pF,外观上谐振电容比其他贴片电容颜色偏白。谐振电容的参数会影响到晶振的频率和输出幅度。
图1-76 谐振电容应用电路
图1-77 谐振电容实物图
5. 电容好坏判断
目测电容外观有明显压伤、鼓包、漏液的,必须要换。
测量电解电容前,先将电容两脚短接放电,使用数字万用表的二极管挡,红表笔接触电解电容的正极,黑表笔接触电解电容的负极,显示屏数值慢慢变大直到无穷大,再把表笔对调,显示屏数值先变小再变大。有以上过程的电解电容是好的。
测量时显示屏显示数值为0,表示电容已短路;显示屏显示数值为无穷大且不变化,表示电容开路。短路和开路的电容都不能使用,必须更换。
贴片电容的测量使用数字万用表的二极管挡,用两支表笔夹着电容两端:显示屏显示数值为无穷大,表示所测电容是好的;如果显示屏显示数值为0,表示电容短路;显示屏有数值,表示电容漏电。如果要准确判断,则需要使用电容表测量。
6. 电容替换原则
电解电容:耐压、耐温、容值均不低于原值。电容耐压、耐温、容值常见于电容外壳上,见图1-70。
贴片电容:可以用电容表测量,也可以找颜色/大小相同的替换,但不一定准确。
1.2.5 二极管应用讲解
1. 二极管介绍
二极管是一种半导体器件,用字母D、PD、ZD表示。二极管有两个极,分别是P极和N极,P极又称正极,N极又称负极。
二极管的电学特性是单向导通,电流只能从二极管正极流入,从负极流出。如果给二极管正极加的电压大于负极电压时,二极管就导通,内阻很小。而给二极管正极加的电压小于负极电压时,二极管就会截止,内阻极大或为无穷大。不同材料制作的二极管工作时导通压降不一样,使用硅材料制作的硅管正向导通压降是0.7V,使用锗材料制作的锗管正向导通压降是0.3V。主板上使用的二极管多为硅二极管,工作时P极和N极之间电压有0.7V压差才能正常导通。
在主板上的二极管主要有整流二极管、稳压二极管、肖特基二极管、钳位二极管。在电路图中使用图1-78所示电路图形符号表示二极管,图中左端为二极管P极(正极),右端为二极管N极(负极)。
2. 肖特基二极管
肖特基二极管常用于主板的RTC(实时时钟)电路中,用以实现由电池或待机电压为RTC电路供电,保存CMOS设置的时间、日期、启动项等。肖特基二极管有三个引脚,如图1-79所示,左边引脚和右边引脚分别是两个正极,用于连接CMOS电池和3VSB待机供电,上边引脚为负极。主板上常用的肖特基二极管型号有L43、L44、KL3、WW1、BAT54C等。
图1-78 二极管电路图形符号
图1-79 肖特基二极管实物图
使用肖特基二极管D12产生VBAT电压,为主板RTC电路供电的电路如图1-80所示。当主板拔掉ATX电源时,电池BAT的3V电压由正极通过电阻R247送到D12的2脚,2脚电压高于3脚电压,2脚和3脚二极管导通,从3脚输出得到VBAT。而1脚无电压,1脚和3脚二极管截止。给主板接上电后,电源输出5VSB,经过电阻R249和R248分压得到3.649V电压送到D12的1脚,1脚电压高于3脚电压,1脚和3脚二极管导通,从3脚输出VBAT。而2脚电压低于3脚电压,2脚和3脚二极管截止,电池不放电。经过D12的切换使电池和待机供电来得到VBAT电压,使电池省电。
3. 钳位二极管
钳位二极管由两个方向相反的二极管组成。在主板USB接口或VGA接口旁边,使用钳位二极管可防止其他设备的静电进入主板导致主板损坏。主板上常见钳位二极管型号有A7W。
钳位二极管的应用电路如图1-81所示,D14钳位二极管Y脚接3.3V供电,X脚接地,Z脚接VGA_RED信号线。如果VGA_RED信号电压低于-0.7V时,Z脚和X脚二极管导通。如果VGA_RED信号电压高于4V时,Y脚和Z脚二极管导通。在D14作用下将VGA_RED信号电压钳位于-0.7~4V,就算带有静电的显示器数据线插入,也不会导致主板损坏。
图1-80 肖特基二极管应用电路
图1-81 钳位二极管应用电路
4. 稳压二极管
稳压二极管(见图1-82)主要是将一个输入电压降压稳定为一个固定电压。稳压二极管反接在供电与地之间,当二极管反向电压大到一定数值后,二极管反向电流会突然增加,使二极管击穿,即利用击穿时通过二极管的电流变化很大而二极管两端的电压几乎不变的特性实现稳压。
图1-82 稳压二极管电路图形符号
5. 二极管好坏判断
使用数字万用表二极管挡,红表笔接触二极管正极,黑表笔接触二极管负极,显示数值为300~800。对调表笔,红表笔接触二极管负极,黑表笔接触二极管正极,显示数值为无穷大。
测量结果与上面描述的一致,表示二极管是好的;如果数值显示为0,表示二极管短路;两次测量数值都为无穷大,表示二极管开路;两次测量都有数值,表示二极管被击穿。
1.2.6 三极管应用讲解
1. 三极管介绍
常用的三极管全称为半导体三极管,也称双极型晶体管,用字母Q、PQ表示。三极管是一种用小电流控制大电流的器件,其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号,也用作无触点开关。
三极管有三个极,分别为基极B、集电极C和发射极E。实物中,三极管正对自己左边脚为B极,中间脚为C极,右边脚为E极,如图1-83所示。
主板使用的三极管按结构分NPN型三极管和PNP型三极管两种,电路图形符号如图1-84所示。E极箭头指向B极的为PNP型三极管,指向外面的为NPN型三极管。主板上使用NPN型三极管比较多。
2. 开关三极管
三极管在计算机板卡电路中的应用最广泛,多数为NPN型三极管,如1AM、W04、T04等。在主板上,发射极接地的三极管,都起开关作用。B极与C极为反相的关系,即B极输入高电平时,C极为低电平;B极输入低电平时,C极为高电平。通电后,测量B极为0.7V时,C极应为0V,B极低于0.7V时,C极为高电平。
图1-83 三极管实物图
图1-84 三极管电路图形符号
开关三极管应用电路如图1-85所示,图中的Q4就是一个开关三极管。当B极的 VID_GD#信号为0.7V以上的高电平时,Q4的C、E极导通接地,使VID_PG信号为低电平。如果B极的VID_GD#为低电平,Q4的C、E极不导通,VID_PG信号通过电阻R34、R35分压后上拉为高电平,通过VID_DG#控制Q4导通和截止,从而实现了开关的目的。
图1-85 开关三极管应用电路
3. 三极管常见型号
小的NPN管:1AM、W04、W1P、T04、S04、*1p、*04等。
大的NPN管:C5001、C5706、C5707。
小的PNP管:W06、T06、*06。
大的PNP管:B1202。
4. 三极管好坏判断
离线测量:使用数字万用表二极管挡。对于NPN型三极管,用红表笔接触B极,黑表笔接触C极,显示数值为500左右;黑表笔再接触E极也会显示数值为500左右。对于PNP型三极管,用黑表笔接触B极,红表笔接触C极,显示数值为500左右;红表笔再接触E极也会显示数值为500左右。测量时显示数值为0,表示三极管短路;显示数值为1或OL,表示三极管开路。
在线测量:在线测量只针对有开关作用的三极管。主板通电,数字万用表打到直流20V电压挡,黑表笔接地,红表笔先接触三极管B极,再接触C极。如果B极电压为0.7V,C极电压必须为0V;如果B极电压为0V,C极电压就应该为1V或者3.3V(具体看C极的上拉供电是多少伏)。
1.2.7 MOS管应用讲解
1. 场效应晶体管介绍
场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)简称场效应管,用字母Q、PQ、MN表示。场效应管属于电压控制器件,利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流。
场效应管主要分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。结型场效应管分为N沟道和P沟道的。绝缘栅型场效应管也叫金属氧化物半导体场效应管,简称MOS管,分为耗尽型MOS管和增强型MOS管,又都有N沟道和P沟道之分,电路图形符号如图1-86所示。在电路图中通过看MOS管中间箭头来区分N沟道和P沟道MOS管,箭头向内为N沟道MOS管,箭头向外为P沟道MOS管。
主板供电电路中绝大部分的场效应管都是N沟道的绝缘栅型增强型场效应管,如图1-87所示。
图1-86 MOS管电路图形符号
图1-87 主板常用MOS管实物图
场效应管和三极管一样有三个极,分别是栅极(用G表示,也称控制极)、漏极(用D表示,也称输入极)和源极(用S表示,也称输出极)。实物中的MOS管外形和引脚排列都是一样的,左边脚为G极,中间脚为D极(和上面相通),右边脚为S极。
2. 场效应管的工作原理
主板上,MOS管的最大作用是降压,即通过控制MOS管G极电压的高低来改变MOS管内部沟道大小,进而改变S极输出电压的高低,将输入电压调节到所需要的电压输出。
N沟道MOS管的导通特性:G极电压越高,D、S之间导通程度越强;反之,G极电压越低,D、S极的导通程度越弱。G极电压达到12V时,D、S极完全导通。
P沟道MOS管的导通特性:G极电压越高,D、S极导通程度越弱;反之,G极无电压时,D、S极完全导通。维修中简称N管高电平导通,P管低电平导通。
图1-88中,Q27是N沟道MOS管,U22A的1脚输出高电平时,Q27导通,将VCC_DDR内存电压降压,得到1.2V_HT总线供电电压;U22A的1脚输出低电平时,Q27截止,1.2V_HT总线电压为0V。
图1-88 MOS降压电路举例
3. 主板上常用的MOS管型号
① TO-252封装的N沟道MOS管常用于供电电路降压,如内存供电、桥供电、CPU供电等电路中。常见的型号有09N03、06N03、60N03、45N02、3055、3057、K3916、K3918、K3919、9916H、85T03、70T02、D412、FR3707Z、FR3709Z等。
② SOT-23封装、外观很小的贴片场效应管常用于小电流供电电路降压,或者当作开关。常见的型号有K72、S72、702、7002、351、024、025、12W等,如图1-89所示。
③ 在部分华硕、技嘉、映泰主板的待机供电、USB接口电路中使用SOT-23封装的小P沟道MOS管实现双路和供电。常见型号有A36,一般用在USB接口旁边。
4. 主板上使用的特殊MOS管型号
(1)结型场效应管(见图1-90)
结型场效应管目前常见于华硕(ASUS)主板及部分华硕代工主板上,型号一般为LD1010D、LD1014D。其特性是在断电状态下,测量其D、S极是完全相通的。在维修中,务必注意,以免造成维修中的误判。
图1-89 小MOS管实物图
图1-90 结型场效应管实物图
(2)8脚MOS管
① 有复合型的,如APM7313、7D03,内部有两个N沟道的场效应管,4500、4501、4502、4609等是由一个N沟道和一个P沟道组成的,如图1-91所示。
图1-91 复合型MOS管
② 8脚单个MOS管如图1-92所示,一般使用在华硕主板上。它的1、2、3脚为S极,4脚为G极,5、6、7、8脚为D极。
图1-92 8脚单个MOS管
5. 场效应管好坏判断
主板上使用的大部分是N沟道MOS管,在此讲解N沟道MOS管的好坏判断方法。
① 短接MOS管的三个极进行放电。
② 将万用表调整到二极管挡。
③ 黑表笔接触MOS管的D极,红表笔接触MOS管的S极,有500左右数值。
④ 表笔接触G、S极或者G、D极,数值都应该为无穷大。
⑤ 如果除D、S之外的极有数值,表示MOS管不良。
⑥ 测量时任何两个极之间数值都为0,表示MOS管短路。
⑦ 测量D、S极,把表笔对换都无数值,表示MOS开路。
6. MOS管替换方法
① 作者认为09N03、06N03可以替代台式机主板上使用的N沟道MOS管。
② 废主板的CPU供电处MOS管基本可以替换主板其他位置的MOS管。
③ 替换时注意看清场管型号,有的稳压器和三极管长得和MOS管一样。
④ 华硕及部分主板CPU供电的下管使用LD1010D。LD1014D为结型管,不能用N沟道MOS管替换。
1.2.8 门电路应用讲解
1. 门电路介绍
用于实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路,用字母U表示。常用门电路有同相器、反相器(非门)、与门、与非门、或门、或非门等几种。
门电路规定各个信号输入端之间满足某种逻辑关系时,输出端才有信号输出。从逻辑关系看,门电路输入端或输出端只有两种状态,无信号用“0”表示,有信号用“1”表示。
由于现有主板上的门电路基本集成在南桥芯片、I/O芯片中,所以在此只介绍门电路的符号及逻辑关系。
2. 同相器(跟随器)
同相器也称跟随器,电路图形符号及逻辑关系如图1-93所示,具有一个输入端和一个输出端。A为输入端,Y为输出端,输出与输入是等同关系。当A输入高电平时,Y输出高电平。而A输入低电平时,Y输出低电平。主板上常见的同相器有7407、LVC07、HCT07,内部集成6个同相器(见图1-94)。
图1-93 同相器的电路图形符号及逻辑关系
图1-94 7407同相器实物图和引脚定义
3. 反相器(非门)
反相器也称非门,输出与输入是相反的关系。反相器电路图形符号及逻辑关系如图1-95所示。A端输入高电平时,Y端输出低电平;A端输入低电平时,Y端输出高电平。主板上常见的反相器有HCT14、HCT7414、LVC14、74LVC04、74HCT05、74HCT06等。
图1-95 反相器电路图形符号及逻辑关系
4. 与门(AND)
与门是一种等同于相乘关系的门电路,电路图形符号及逻辑关系如图1-96所示。A和B分别为两个输入端,Y为输出端。A和B两个输入端有一个输入为低,输出端Y输出低电平;只有A和B同时输入高电平时,Y才会输出高电平。
图1-96 与门电路图形符号及逻辑关系
与门电路一般常用于VGA接口的行、场同步信号输出端,用作信号缓冲。主板上常见的与门有HCT08、74HCT08、LVC08,所以与门又被称为08门。HCT08与门实物图如图1-97所示。
图1-97 HCT08与门实物图
5. 与非门(NAND)
与非门常见型号有HCT132、HCT03,电路图形符号及逻辑关系如图1-98所示。A、B为输入端,Y为输出端。A和B任意一个脚输入低电平,Y输出高电平;只有A和B同时输入高电平时,Y才会输出低电平。
图1-98 与非门电路图形符号及逻辑关系
6. 或门(OR)
或门电路常用的有HCT32,电路图形符号及逻辑关系如图1-99所示。输入端A和B中一个输入为高电平,输出端Y输出高电平;只有输入端A和B同时输入低电平时,输出端Y才会输出低电平。
图1-99 或门电路图形符号及逻辑关系
7. 由分立元器件组成的门电路
AMD芯片组主板常用二极管、MOS管组成与门电路,用于产生南桥芯片所需的SYS_PWRGD信号给南桥芯片,表示主板供电正常,如图1-100所示。
当V1P1_NBCORE桥供电正常后,通过电阻R505送到Q59的5脚,Q59的3、4脚导通,1、6脚截止。南桥芯片发出3.3V高电平的SLP_S3#信号,使D20截止。ATX电源输出5V高电平的ATX_PWR_OK电源好信号,使D18截止。前置面板复位开关针FR_RST#的3.3V高电平使D19截止。3VDUAL经过电阻R497上拉得到高电平的SYS_PWRGD给南桥芯片,表示主板供电正常。如果以上信号任何一个为低电平都会导致SYS_PWRGD为低电平。
图1-100 由分立元器件组成的门电路
8. 门电路好坏判断
通电后,测量门电路输入端与输出端的关系,再与逻辑关系表对比。符合逻辑关系表的为好,不符合逻辑关系表的为坏。门电路损坏可使用相同类型门电路进行更换。
1.2.9 运算放大器应用讲解
1. 运算放大器介绍
主板上使用运算放大器控制MOS管工作。运算放大器输出端连接MOS管的G极,控制MOS管降压,并通过反馈调整控制极电压,使MOS管S极输出一个稳定的电压。
主板上最常见的运算放大器有LM358、LM324、AZ324、LM393等。
LM358芯片内部有两个独立运算放大器,实物图如图1-101所示。LM358引脚排列如图1-102所示,IN1(+)脚是同相输入端,IN1(-)脚是反相输入端,Out1是输出端。
图1-101 LM358实物图
图1-102 LM358引脚排列
工作原理:当同相输入端电压高于反相输入端电压时,输出端输出高电平;反之,当同相输入端电压低于反相输入端电压时,输出端输出低电平。
LM324集成4个独立比较器,实物图和引脚排列分别如图1-103和图1-104所示。Input为输入脚,Output为输出脚,VCC为供电,GND为地。
图1-103 LM324实物图
图1-104 LM324引脚排列
2. 运算放大器的应用
如图1-105所示,VREF25的2.5V电压经过电阻R301后改名为EN_VDDA25,给U21B的同相输入端5脚。5脚电压高于6脚电压,7脚输出高电平,MN22慢慢导通,VDDA25电压慢慢升高,并且通过线路返回到U21B的6脚,在内部与5脚比较。当MN22输出电压达到2.6V时,反馈给U21B的6脚电压高于5脚电压,7脚输出低电平,MN22截止,输出电压就会慢慢下降。当输出电压降到2.4V时,5脚电压高于6脚电压,7脚输出高电平再次导通MN22。在U21B的控制下MN22循环导通、截止,经过MN22的S极滤波电容EC44滤波后,可以滤除2.6~2.4V波动,稳定输出2.5V的VDDA25供电。
图1-105 VDDA25供电电路
1.2.10 稳压器应用讲解
1. 稳压器介绍
主板上常用的稳压器有1117、1084、1085、1086、1087、EH11A、LX8384、L1284、RT9164等。1117稳压器(见图1-106)是一种低压差线性稳压器(Low DropOut regulator,LDO),在主板上起的作用是把输入电压调整到一个稳定的电压输出。这个调整是降压调整,而输入电压一定要高于输出电压。
图1-106 稳压器1117实物图
1117稳压器有固定输出和可调输出两种。通过目测稳压器表面字样进行区别,表面标识有电压的为固定输出(见图1-106),无标识的为可调输出。实际电路中也可以通过目测稳压器1脚是否有电阻区分:如果1脚与2脚之间连接有电阻,则为可调输出;1脚无电阻直接接地,则为固定输出。
2. 稳压器的应用
可调输出稳压器1117工作示意图如图1-107所示,IN为输入脚,OUT为输出脚,ADJ为电压调整脚,通过电阻接地,并与输出脚通过一个电阻相连。在主板上使用时,就是通过R1、R2电阻值的大小,来调节输出电压的高低。LM1117的输出端电压在1.2~10V之间可调,输入端电压最高为12V。
图1-107 可调输出稳压器1117工作示意图
3. 精密稳压器431、432
431是一个内部含有2.5V精密基准源的器件。432是一个内部含有1.24V精密基准源的器件。常见的431有三个引脚:阴极(cathode)、阳极(anode)和基准脚(ref),如图1-108所示。
图1-108 精密稳压器
工作原理:当基准脚电压高于2.5V时,阴极和阳极导通;当基准脚电压低于2.5V时,阴极和阳极截止。
在主板上常用LM431产生2.5V基准电压。如图1-109所示,VCC3通过R166限流后,经过LM431稳定输出2.5V的VREF25基准电压。
图1-109 精密稳压器LM431工作原理