电子学基础-Web应用开发技术

1目录第一章:电子学基础…………………………………………2第一节:电子元器件介紹……………………………....2第二节:数字电路基础…………………………………...26第三节:笔记本电脑常用名词解释……………………...33第二章:Notebook基本原理……………………………...45第一节:Notebook架构1………………………………...45第二节:基本原理介绍……………………………………50第三节:芯片组介绍………………………………………60第四节:传输总线介绍……………………………………72第三章Notebook电源………………………………….114第一节:JM2上电时序…………………………………...114第二节:SC1476原理……………………………………125第四章:POST……………………………………………...1322第一节:电子元器件介紹•1.1元器件的识别•1.1.1分立元件的认识:•1.1.1.1电阻:电阻用英文字“R(resistance)表示•电阻的作用:•A:分压B:其它特殊电阻•电路符号:12或•1.1.2.3排阻•a.并联排阻()b.串联排阻()3第一节:电子元器件介紹•smt電阻的標麽方法•標麽值abc的正常阻值應為:ab×10^C,例:103的阻值為:10×10³•標麽值aRb的正常阻值應為:a.bΩ例:1R3的阻值為:1.34第一节:电子元器件介紹•电感电感的定义:是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L表示，单位有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。一、电感线圈的主要特性参数1、电感量L电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL•1.1.5.2电感的作用:a.滤波b.偶合c.限流5第一节:电子元器件介紹•1.1.2電容()•1.1.2.1電容的作用•a.慮波b.偶合•1.1.2.2電容的分類:1有极性电容2无极性电容•1.有极性电容:a.电解电容b.铝质电容c.钽质电容•2.无极性电容:瓷片电容云母电容条纶电容•1.1.2.3电容的容值换算:1F=10^3MF=10^6UF=10^9NF=10^12PF6第一节:电子元器件介紹•1.1.3.1二极体()•1.1.3.2二极体的作用(或分类)：a.整流二极管、b.降压二极管、c.稳压二极管、d.开关二极管、e.检波二极管、f.变容二极管；•从制作材料上可分为硅二极管和锗二极管。无论是什么二极管，都有一个正向导通电压，低于这个电压时二极管就不能导通，硅管的正向导通电压在0．6V～0．7V、锗管在0．2V～0．3V，其中0．7V和0．3V是二极管的最大正向导通电压——即到此电压时无论电压再怎么升高（不能高于二极管的额定耐压值），加在二极管上的电压也不会再升高了。7第一节:电子元器件介紹•上面说了二极管的正向导通特性，二极管还有反向导通特性，只是导通电压要相对高出正向许多，其它的和正向导通差不太多。稳压二极管就是利用这个原理做成的，但由于这个理论说下去可能篇幅会太长，所以只做简介，您只要记住反向漏电流越小就证明这个二极管的质量越好，质量较好的硅管在几毫安至几十毫安之间、锗管在几十毫安至几百毫安之间。8第一节:电子元器件介紹•1.1.4.1三极体&mos管•1.1.4.2三极体的分类:a.NPNb.PNP•1.1.4.3三极体的三态:a.放大b.截止c.饱和状态•1.1.4.4三极体组成的基本放大电路:•a.共集()•b.共射()•c.共基()9第一节:电子元器件介紹•共射放大电路如图所示。••Vcc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。Rc是集电极电阻，一般在几K至几十K范围，它的作用是把集电极电流iC的变化变成集电极电压uCE的变化。VBB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻Rb提供给基极一个合适的基极电流IBQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流IBQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流IBQ是由VBB和基极电阻Rb共同作用决定的，基极电阻Rb一般在几十KΩ至几百KΩ范围。•10第一节:电子元器件介紹•如在输入端加上一个较小的正弦信号ui,通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流iB在原来直流IBQ的基础上作相应的变化，由于ui是正弦信号，使iB随ui也相应地按正弦规律变化，这时的iB实际上是直流分流IBQ和交流分量ib迭加后的量。同时iB的变化使集电极电流iC随之变化，因此iC也是直流分量IC和交流分量ic的迭加，但iC要比iB大得多（即β倍）。电流iC在电阻RC上产生一个压降，集电极电压uCE=VCC－iCRL，这个集电极电压uCE也是由直流分量IC和交流分量iC两部分迭加的。这里的uCE和iC相位相反，即当iC增大时,uCE减少。由于C2的隔直作用，使只有uCE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压uO。如电路参数选择适当，uO要比uI的幅值要大得多，同时uI与uO的相位正好相反。电路中各点的电流、电压波形如图所示。11第一节:电子元器件介紹•PMOS简介•PMOS，指的是利用空穴來传导电性信号的金氧半导体。PMOS的电路符号如下图，而其结构则如右图所示，是由正型掺杂形成的漏极(drain)及源极(source)，与闸极(gate)及闸极下面的氧化层所构成。12第一节:电子元器件介紹•PMOS的工作原理•当在闸极(gate)施以负偏压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电洞，当在源极(source)施加一个偏压之后，聚集的电洞就可经由源极(source)与漏极(drain)之间的通道导通。13第一节:电子元器件介紹•NMOS的简介•NMOS，指的是利用电子来传导电性信号的金氧半晶体管。NMOS的电路符号如下图，而其结构图如左图所示，是由负型掺杂形成的漏极与源极，与在氧化层上的闸极所构成。14第一节:电子元器件介紹•NMOS的工作原理•当在闸极施以正偏压时，就会在氧化层下方薄区内感应出许多电子。当在漏极施加一个偏压之后，聚集的电子就可经由源极与漏极之间的电子信道导通。15第一节:电子元器件介紹•CMOS的简介•CMOS的电路符号如右下图，组件横截面图则如右上图所示。若将PMOS及NMOS的闸极相连，且将PMOS及NMOS的汲极相连，即为一个基本的反向器(inverter，左下图)。16第一节:电子元器件介紹•CMOS的工作原理(1)•当输入端(Vin)输入为高电压(1)时，NMOS导通，而PMOS不导通，所以输出端(Vout)为低电压(0)。17第一节:电子元器件介紹•MOSFET•所谓MOSFET指的是金属－氧化－半导体（(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor）组成．其结构就如同字面上的意义是由金属，氧化层及半导体构成．包括NMOS和PMOS．若將这二种MOS合在一起使用则称为互补式金属半导体，即MOSFETCMOS（ComplementaryMOS）。•CMOS的优点为操作比较省电，因此一般电路布局设计就是以MOSFET为基本单元來设计.以下将详细介绍MOSFET的工作特性。18N沟道增强型MOSFET的结构P型衬底BSiO2N+N+SDG取一块P型半导体作为衬底，用B表示。用氧化工艺生成一层SiO2薄膜绝缘层。然后用光刻工艺腐蚀出两个孔。扩散两个高掺杂的N型区。从而形成两个PN结。（绿色部分）从N型区引出电极，一个是漏极D，一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。N沟道增强型MOSFET的符号如左图所示。左面的一个衬底在内部与源极相连，右面的一个没有连接，使用时需要在外部连接。DGSBDGSB19N沟道增强型MOSFET的工作原理对N沟道增强型MOS场效应三极管的工作原理，分两个方面进行讨论，一是栅源电压UGS对沟道会产生影响，二是漏源电压UDS也会对沟道产生影响，从而对输出电流，即漏极电流ID产生影响。1．栅源电压UGS的控制作用SDGPN+N+SiO型衬底DSUGSU2=0空穴正离子电子负离子++++先令漏源电压UDS=0，加入栅源电压UGS以后并不断增加。UGS带给栅极正电荷，会将正对SiO2层的表面下的衬底中的空穴推走，从而形成一层负离子层，即耗尽层，用绿色的区域表示。同时会在栅极下的表层感生一定的电子电荷，若电子数量较多，从而在漏源之间可形成导电沟道。沟道中的电子和P型衬底的多子导电性质相反，称为反型层。此时若加上UDS，就会有漏极电流ID产生。反型层显然改变UGS就会改变沟道，从而影响ID，这说明UGS对ID的控制作用。＞0DSU当UGS较小时，不能形成有效的沟道，尽管加有UDS，也不能形成ID。当增加UGS，使ID刚刚出现时，对应的UGS称为开启电压，用UGS(th)或UT表示。202．漏源电压UDS的控制作用设UGS＞UGS(th)，增加UDS，此时沟道的变化如下。SDGPN+N+SiO2型衬底DSU++++GSU＞GS(th)U空穴正离子电子负离子显然漏源电压会对沟道产生影响，因为源极和衬底相连接，所以加入UDS后，UDS将沿漏到源逐渐降落在沟道内，漏极和衬底之间反偏最大，PN结的宽度最大。所以加入UDS后，在漏源之间会形成一个倾斜的PN结区，从而影响沟道的导电性。当UDS进一步增加时，ID会不断增加,同时，漏端的耗尽层上移，会在漏端出现夹断，这种状态称为预夹断。预夹断当UDS进一步增加时，漏端的耗尽层向源极伸展，此时ID基本不再增加，增加的UDS基本上降落在夹断区。DI21N沟道增强型MOSFET的特性曲线N沟道增强型MOSFET的转移特性曲线有两条，转移特性曲线和漏极输出特性曲线。1．转移特性曲线OGSU4321/VDImA/4321Uth(on)10VDSUN沟道增强型MOSFET的转移特性曲线如左图所示，它是说明栅源电压UGS对漏极电流ID的控制关系，可用这个关系式来表达，这条特性曲线称为转移特性曲线。转移特性曲线的斜率gm反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。gm称为跨导。这是场效应三极管的一个重要参数。constGSDmDSUUIg单位mS（mA/V）222．漏极输出特性曲线当UGS＞UGS(th)，且固定为某一值时，反映UDS对ID的影响，即ID=f(UDS)UGS=const这一关系曲线称为漏极输出特性曲线。场效应三极管作为放大元件使用时，是工作在漏极输出特性曲线水平段的恒流区，从曲线上可以看出UDS对ID的影响很小。但是改变UGS可以明显改变漏极电流ID，这就意味着输入电压对输出电流的控制作用。OV2GSUV3V5.3V4DImA/15105DSU/V恒流区.曲线分五个区域：（1）可变电阻区（2）恒流区（放大区）（3）截止区（4）击穿区（5）过损耗区可变电阻区截止区击穿区过损耗区23OV2GSUV3V5.3V4DImA/15105DSU/V恒流区.从漏极输出特性曲线可以得到转移特性曲线，过程如下：OGSU4321/VDImA/4321UGS(th)10VDSU24N沟道耗尽型MOSFETSDGPN+N+SiO2型衬底DGSBB+++++++++04321654321/mA/VDGSIUIDSSUGS(off)N沟道耗尽型MOSFET的结构和符号如下图所示，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了一定量的正离子。所以当UGS=0时，这些正离子已经感生出电子形成导电沟道。于是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。当UGS=0时，对应的漏极电流用IDSS表示。当UGS＞0时，将使ID进