图解平板电脑电路原理和维修1

2.4　二极管

二极管的特性：正向导通、反向截止，有正负极之分。对于正向导通的阻值，高频管在120～150Ω之间，低频管在360～700Ω之间。反向阻值为无穷大（用万用表测量）。

高频管一般指肖特基二极管、快恢复二极管等，可以工作在较高的工作频率，尤其是现在，很多电源都是开关电源，工作频率较高，普通二极管不能胜任，所以在选择、替换二极管时，应注意。

二极管的符号如图2-4所示，用字母D表示二极管。本书为了方便讲解维修知识，未按国标改动，依旧采用D表示。

图2-4　二极管的符号

二极管的封装常见的有0805、1206，还有体积更大一些的。

二极管的作用有整流、隔离、稳压、限幅、检波、保护、开关等。

二极管的主要参数如下：

• 最大工作电流，超过此值二极管易被烧坏。

• 最大反向工作电压，超过此反向电压值，会将二极管击穿。

• 工作频率，超过二极管的工作频率会失去二极管的单向导电性，从而变成直通。

二极管好坏的测量：用万用表的电阻挡测量二极管，正向阻值在100欧姆左右，反向阻值为无穷大，正、反向阻值相差越大越好，如果测量后发现正、反向阻值基本相等，则说明二极管已击穿损坏，如果测量后正、反向阻值都为无穷大，则表明二极管已断路损坏。

2.5　三极管

三极管的特性是小电流控制大电流（晶体三极管）和小电压控制大电流（场效应三极管）。

三极管的封装及外形：三极管常见的封装是SOT-23，还有一些是DPAK封装。三极管的符号如图2-5所示，通常用字母Q（或VT）表示三极管。但是为了维修方便，本书未按国标改动，依旧采用Q表示。

场效应三极管的符号如图2-6所示。

图2-5　三极管的符号

图2-6　场效应三极管的符号

有的场效应管，在DS间并有二极管，有的没有此二极管。常见引脚排列如图2-7和图2-8所示（并非全都如此，大部分是此排列）。

图2-7　常见三极管引脚排列

图2-8　常见场效应管引脚排列

其中，b是基极；c是集电极；e是发射极；G是栅极；D是漏极；S是源极。

三极管和场效应管的工作原理

基极b较小电流的变化会引起集电极c、发射极e之间电流的较大变化，所以b极较小的电流，可以控制ce间的大电流。同样，栅极G电压的较小变化，可以引起漏极D和源极S间电流的较大变化，即G极较小的电压，可控制DS间较大的电流。

三极管在电路中的作用主要是信号放大和通断开关，另外还能起到自激振荡、调制、解调、混频、差分等作用。

如何判断三极管是工作在放大、导通，还是截止状态？以NPN三极管为例（PNP管与此相反）：

• Vbe在0.6～0.7V之间，表明三极管处于放大状态。

• Vbe在0.7V以上，则表明三极管处于导通饱和状态，此时Vce很小。

• Vbe在0.3V以下，表明三极管处于截止状态，Vce很大。

• Vbe在-0.4～0.1V之间，表明三极管处于振荡状态。

对于场效应三极管（以N沟道为例，P沟道与此相反）：

• 导通时，VG>VS，VGS=0.45～3V，此时VDS很小；

• 截止时VG<VS，此时VDS大。

三极管的主要参数如下：

• 工作电压，不能超过此电压，否则易烧坏。

• 工作电流，不能超过此电流。

• 耗散功率，不能超过此功率大小。

• 工作频率，频率不对，三极管不能正常工作。

晶体三极管的测量原理如图2-9所示。

图2-9　PNP型和NPN型三极管测量原理

一个三极管相当于两个二极管，所以测量BE之间（用数字万用表的二极管挡即“”挡测量）一次为无穷大，反过来测量则应有阻值（约几百欧）；同样BC之间一次为无穷大，反过表笔来测量为几百欧之间，说明这个管的BC和BE之间是好的，可进一步测量CE之间的阻值。

对于NPN三极管，如图2-10所示数字表的红表笔接C极，黑表笔接E极，用手捏住CB两个极。此时，手就相当于电阻R。此时CE之间由无穷大变小，说明此管是没问题的。

图2-10　NPN三极管的测量

对于PNP管，表笔反接即可，原理一样，如图2-11所示。

图2-11　PNP三极管的测量

场效应管的测量原理

场效应管的DS间大都装有一个二极管，用数字万用表的二极管挡测量，DS间总有一次导通和一次无穷大，而GD和GS之间无论怎么测量都是无穷大（即不导通）。据此可以判断出G极和DS极，但不能区分哪个是D极，哪个是S极。如果想区分D极和S极，就要按下面测量N沟道和P沟道场效应管的方法，测量一下GS或GD，再测量DS是否导通（有无阻值），即可区分管子的极性，同时也测量出了管子的好坏。如果导通，就是好的；如果不导通，就是坏的。更准确的方法（也是测量原理）是在GS或GD之间加上电压，测量DS是否导通，即可测出好坏。下面是对N沟道和P沟道场效应管的测量方法。

对于N沟道，其测量原理是先测GD，其中万用表红表笔接D极，黑表笔接G极，然后黑表笔离开，红表笔不动，黑表笔接S极，此时，DS应有阻值（几十欧姆的阻值），不是二极管的阻值（几百欧姆的阻值）。

同理，对于P沟道也一样，只不过表笔反接G、S极，红表笔接S极，黑表笔接G极，然后，黑表笔离开，再去接D极，此时DS之间能导通，阻值约为几十欧姆。

以上是DS之间带有二极管的场效应管测量原理。对于没有二极管的场效应管，则需随机测（反复对调表笔位置），当测出一次导通时，即可知是DS极，另一端为G极。也可以用手捏住一个极，测另外两个极是否阻值变小，如果阻值变小，便可区分G极和DS极，如果没有变小，则反复测，直到阻值变小。如果反复测，阻值始终没有变小，那就是管子损坏了。更准确的测量，则是加上电压，再测DS间阻值，即可知管子是否损坏。

2.6　集成电路

集成电路，就是把多个分立元器件组成的单元电路集成到一个芯片中去。有的集成电路集成一个功能，有的则将多个功能电路集成到一个芯片中，而对不便于集成到电路内部的元器件（多是一些电容），则采用外接的方式，接到集成电路的外部引脚上。

集成电路各种各样，大小不等，平板电脑中的集成电路根据功能不同，可以分为CPU、DDR、闪存、网卡芯片、GPS芯片、重力传感器芯片、时钟电路、功放电路等。

集成电路有多个引脚，首先给芯片供电的电源引脚必不可少；然后是输入引脚，给集成电路输入要处理的信号，集成电路把信号处理完以后，还要把信号送给下一个电路或设备，所以输出引脚也必不可少；最后，集成电路还需要外接一些电阻、电容的引脚。总之，集成电路一般是由这些引脚组成的：电源供电引脚、输入/输出引脚、外接阻容引脚。

对于集成电路的检测，也是检测以上三部分。集成电路好坏的判断，主要看其功能是否实现，即输入信号正常的情况下，输出信号正常，我们就说这个集成电路是好的。如果输入信号正常，而输出信号不正常，就说明集成电路出了问题或外围元器件出了问题。对于集成电路来说，故障率占50%，外围元器件的故障率也是50%。从实践看，集成电路和外围元器件都有坏的可能，但在检测的时候，首先应检测集成电路的供电引脚，看电压是否正常，也可以通过测集成电路的各引脚对地阻值来作为判断的参考。同时用手感觉加电后集成电路的温度是否正常，这也可以作为判断集成电路工作是否正常的依据。

另外，对于不同的集成电路，还可以用不同的方法来判断。如波形测试法直观方便；给集成电路加上动态信号，测输出信号的功能测试法；以及频率测试法和软件测试法等，在实际测试中可灵活运用。

第3章
平板电脑的电源电路

3.1　电源IC

在平板电脑中，电源的故障率是比较高的，而且电源电路结构繁多，设计各不相同，所采用的电源器件更是数不胜数，有的采用大规模集成电路，内含十几路电源电路，而有的则采用独立的电源电路。因此识别平板电脑中的电源器件，无论是对于电源设计，还是电源维修，都是比较重要的。

3.1.1　三引脚电源IC

三引脚电源的符号及接法如图3-1所示。

图3-1　三引脚电源的符号及接法

三引脚电源的封装及外形如图3-2（封装多为SC70、SC70-3两种方式）、图3-3及图3-4所示。

图3-2　三引脚电源的封装

图3-3　DPAK-3封装

图3-4　SOT-23封装

三引脚电源IC一般都有固定输出电压，如5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V、0.9V等，其他的电压也有。这类三引脚电源IC体积小，输出电流也较小，多用于给某个功能IC供电，而带有小散热片的DPAK-3封装则电流要大一些，一般给大规模的集成电路供电。另外几种常见的封装有SOT-23、SOT-89等。

3.1.2　四引脚电源IC

四引脚电源的接法如图3-5、图3-6、图3-7所示。

图3-5　四引脚电源的接法1

图3-6　四引脚电源的接法2

图3-7　四引脚电源的接法3

其中，EN引脚用于输出控制，即该引脚电平控制输出电压的有无。VIN是电源输入引脚；VOUT是电压输出引脚（受EN脚的控制）。

四引脚电源因为多了一个EN脚，所以又叫受控/可控电源。封装如图3-8所示，SC70-4、SC82-4、COT143-4芯片的长和宽在1.5毫米至2.8毫米之间。

图3-8　SC70-4、SC82-4、COT143-4的封装外形

UDFN封装无引脚，只能焊盘在芯片的底部。

3.1.3　五引脚电源IC

五引脚电源IC的种类和六引脚电源IC的种类最多，五引脚电源的接法如图3-9所示（供测量分析时参考）。大部分五引脚电源都是这种情况，其他一些接法分别在其后列出。图中，1脚IN是电源输入端；2脚接地；3脚是受控端，可控制5引脚的输出电压的有无；4脚是反馈端，当5引脚电源固定输出时，此脚不用，当5引脚电压输出可调时，接反馈电阻；5脚是电压输出端，受3引脚的控制。常见封装如图3-10所示。

图3-9　五引脚电源的接法

图3-10　五引脚电源的封装

封装标识代码：SOT23-5、SC70-5、SOT23A-5、SOT223-5、DPAK-5、TSOT23-5、SOT89-5、TSOP-5、TSOT-5。

其他五引脚电源的接法如图3-11～图3-16所示（主要是引脚定义不同）。

图3-11　五引脚电源的接法1

图3-12　五引脚电源的接法2

图3-13　五引脚电源的接法3

图3-14　五引脚电源的接法4

图3-15　五引脚电源的接法5

图3-16　五引脚电源的接法6

引脚说明：“NC”或“X”表示不接；BP表示接一旁的电容；ISET接电阻；LX为电压输出端，需外接一个电感，有时该引脚叫“SW”；EN为控制信号，但该引脚有时叫“CE”、“RUN”或“SHDN”等。

3.1.4　六引脚电源IC

六脚电源IC因其内部结构不同，分为外接电感和没有外接电感两种，并且接法各不相同，如图3-17～图3-25所示。

图3-17　六引脚电源IC的接法1

图3-18　六引脚电源IC的接法2

图3-19　六引脚电源IC的接法3

图3-20　六引脚电源IC的接法4

图3-21　六引脚电源IC的接法5

图3-22　六引脚电源IC的接法6

图3-23　六引脚电源IC的接法7

图3-24　六引脚电源IC的接法8

图3-25　六引脚电源IC的接法9

引脚说明：FB端又叫“ADJ”端，外接两个电阻分压，通过调整两个电阻的大小，可改变输出电压的大小；EN端又叫“SHDN”、“ON”、“CE”、“RUN”等；LED+、LED-外接LED发光二极管；EXT是扩展输出电流，增大输出电流用的。

常见的六引脚电源IC的封装如图3-26所示。

图3-26　六引脚电源IC的封装

下面的SC70-6、SOT23-6等表示封装类型的标识代码，这些代码代表外形和体积大小等方面的不同：SC70-6、SOT23-6、SOT23A-6、SC74-6、TSOP-6、TSOT-6、UDFN-6。

3.1.5　八引脚电源IC

八引脚电源的IC种类不多（但八脚场效应管却很常见），但内部结构比较复杂，所以其接法及外部引脚定义并无规律可循，具体电路需查阅集成电路手册。下面列出几种接法，如图3-27和图3-28所示。

图3-27　八引脚电源IC的接法1

图3-28　八引脚电源IC的接法2

图中阴影部分表示底部带有焊盘，可以焊接在电路板上，以帮助散热。

3.2　其他功能IC

前面讲了三引脚电源IC和四、五、六、八引脚电源IC。但是有这些引脚的并非都是电源IC，还有很多功能IC，那么如何区分它们呢？一般从以下几个方面来区分。

① 体积大小。一般电源IC体积稍大，稍高稍厚。例如，同是三引脚的IC，功能IC（如三极管、场效应管、电压检测IC、双二极管、复位IC、霍尔传感器等这些器件都是三引脚器件）体积要小些。

② 位置不同。器件在电路中的安装位置不是任意摆放的，一般电源电路是一部分，其他功能电路是一部分，并且功能电路之间要传输数据和控制信号，为了降低干扰、连接方便，一般功能电路之间都比较近，功能IC和其他功能IC紧紧相连，而电源电路则单独放在一边。

③ 电路与信号走向不同。一般电源电路产生的输出电压给功能IC，而功能IC输出的都是信号，它的信号还是给下一级功能IC端，而非电源端。

④ 外部接法不同。电源IC输出的是电压，而功能IC输出的是信号，通过对比电源IC和功能IC，外围阻容元器件的接法和电路接法有很大不同。

下面列出一些非电源IC的接法。

3.2.1　三引脚非电源IC的接法

三引脚非电源IC的接法如图3-29至图3-32所示。

图3-29　三种三引脚非电源IC的接法

图3-30　低压检测器件的接法

图3-31　霍尔传感器的接法

图3-32　三引脚复位IC的接法

3.2.2　四引脚非电源IC的接法

四引脚非电源IC的接法如图3-33至图3-37所示。

图3-33　四引脚复位IC的接法

图3-34　时钟电路IC的接法

图3-35　储存程序数据的I2C总线IC的接法

图3-36　双线ESD保护器件IC的接法

图3-37　带手动控制的复位IC的接法

3.2.3　五引脚非电源IC的接法

五引脚非电源IC的接法如图3-38至图3-44所示。

图3-38　4线信号/总线保护器件的接法

图3-39　五引脚滤波器（射频附近）的接法

图3-40　信号分配器（射频附近）的接法

图3-41　低电检测IC的接法

图3-42　时钟电路IC的接法

图3-43　音频功放IC的接法

图3-44　门电路信号驱动缓冲IC的接法

3.2.4　六引脚非电源IC的接法

六引脚非电源IC的接法如图3-45至图3-49所示。

图3-45　双路信号滤波器的接法

图3-46　驱动缓冲IC的接法

图3-47　4线信号保护器件的接法

图3-48　2线信号保护器件ESD的接法

图3-49　3线信号保护器件的接法

通过以上对其他电路的接法和电源IC的接法的对比和分析，就可以总结出电源IC和非电源IC的不同，从而在电路板上判断电源IC与非电源IC。