流增大到一定數(shù)值后，穩(wěn)壓二極管則會(huì)被徹底擊穿而損壞。 
 
 1.1.1 
三極管 
在電路圖中三極管用符號(hào)! [$ {& W/ G9 [: [0 ?/ t 
來(lái)表示，如圖1-16所示，三極管三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個(gè)電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個(gè)電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。所以也稱(chēng)為雙極型晶體管，其種類(lèi)非常多。按照結(jié)構(gòu)工藝分類(lèi)，有PNP和NPN型；按照制造材料分類(lèi)，有鍺管和硅管；按照工作頻率分類(lèi)，有低頻管和高頻管；一般低頻管用以處理頻率在3MHz以下的電路中，高頻管的工作頻率可以達(dá)到幾百兆赫。按照允許耗散的功率大小分類(lèi)，有小功率管和大功率管；一般小功率管的額定功耗在1W以下，而大功率管的額定功耗可達(dá)幾十瓦以上。在主板上的應(yīng)用主要為穩(wěn)壓、放大、開(kāi)關(guān)。
穩(wěn)壓三極管是用來(lái)將輸入電壓轉(zhuǎn)換成固的輸出電壓的三極管，在主板的聲卡供電上可以看到這類(lèi)穩(wěn)壓三極管，型號(hào)為78L05。放大三極管是起著放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。開(kāi)關(guān)三極管在電腦板卡電路中應(yīng)用的是最為廣泛的，其多數(shù)是使用NPN型三極管，如1AM、3904等，它的原理是以三極管B極的電壓大小來(lái)控制C極和E極的導(dǎo)通，以達(dá)到控制電路開(kāi)關(guān)的作用，一般來(lái)說(shuō)，B極的臨界電壓為0.5V。高于0.5V后C極和E極處于導(dǎo)通狀態(tài)，低于0.5V則C極和E極處于截止?fàn)顟B(tài)。如圖1-17所示，圖中的Q2就是一個(gè)開(kāi)關(guān)三極管的應(yīng)用，當(dāng)B極的VID_GD#信號(hào)為0.5V以上的高電平時(shí)，則ENLL信號(hào)通過(guò)三極管與地導(dǎo)通，使ENLL信號(hào)為低電平狀態(tài)。如果B極的VID_GD#為高于0.5V的高電平狀態(tài)，則ENLL不能通過(guò)三極管與地導(dǎo)通，使ENLL信號(hào)為高電平狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單有效的開(kāi)關(guān)電路。這種電路在主板CPU供電電路上比較常見(jiàn)，常用來(lái)控制VRM_EN信號(hào)。
 三極管的檢測(cè)方法：1．硅
管或鍺管的判斷：硅管的發(fā)射結(jié)正向壓降一般為0.6－0.7V 
，而鍺管只有0.2－0.3V所以只要測(cè)的發(fā)射結(jié)的正向壓降,即可區(qū)別硅管或鍺管。2．NPN管和PNP管型的判別：把萬(wàn)用表打到二極管檔，紅表筆固定一個(gè)腳，黑表腳分別接觸另外兩個(gè)引腳，如果得出一對(duì)很小的阻值，則為NPN型三極管那么紅表筆接的是基極如果將黑表筆固定一個(gè)引腳，紅表筆分別接觸另外兩個(gè)引腳，也能同樣得到很小的阻值，這就是PNP型三極管，黑表筆接的是基極。3．C極和E極區(qū)別：用萬(wàn)用表的二極管檔，假如是NPN型在基極與另外兩極之間量測(cè)阻值，紅表筆接另一個(gè)腳，黑表筆接另一個(gè)腳得到兩次阻值，黑筆接發(fā)射極紅筆接集電極。電阻結(jié)：用二極管檔測(cè)量?jī)蓚�(gè)PN結(jié)的反向阻值，一大一小，阻值大的為集電極，阻值小的為發(fā)射極。  
場(chǎng)效應(yīng)管在電路圖中用 符號(hào)來(lái)表示，這個(gè)是一個(gè)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的圖示。3 M, ]  C* n/ d1 v 
 
如圖1-18所示。是另一種半導(dǎo)體器件，它是通過(guò)電壓來(lái)控制輸出電流的，屬于電壓控制器件。場(chǎng)效應(yīng)管分三個(gè)極：其中D極為漏極（也稱(chēng)供電極），S極為源極（也稱(chēng)輸出極），G極為柵極（也稱(chēng)控制極），場(chǎng)效應(yīng)管的源極S和漏極D在實(shí)際使用中可以互換。 
* X! {) k/ W8 ~/ f5 q 
   
場(chǎng)效應(yīng)管的種類(lèi)主要分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管兩大類(lèi)。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管也叫做金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管簡(jiǎn)稱(chēng)為MOS場(chǎng)效應(yīng)管。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管又分為N溝道管和P溝道管。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管又分為耗盡型MOS管和增強(qiáng)型MOS管，都有N溝道和P溝道之分。主板上采用最多的就是N溝道的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。最大的作用就是降壓。即通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管將輸入電壓調(diào)節(jié)到所需要的輸出電壓。其原理是通過(guò)調(diào)節(jié)G極上的電壓的大小，來(lái)控制S極上輸出電壓的大小。場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)方法：把數(shù)字萬(wàn)用表打到二極管檔，用兩表筆任意觸碰場(chǎng)效應(yīng)管的三只引腳，好的場(chǎng)效應(yīng)管在量測(cè)的時(shí)候只應(yīng)有一次有讀數(shù)，而且數(shù)值在300--800左右，如果在最終測(cè)量結(jié)果中測(cè)的只有一次有讀數(shù)，并且為0時(shí)須萬(wàn)用表短接場(chǎng)效應(yīng)管的引腳，然后在重新測(cè)量一次，若又測(cè)得一組為300--800左右讀數(shù)時(shí)此管也為好管。不符合以上規(guī)律的場(chǎng)效應(yīng)管為有故障。在主板的實(shí)際維修當(dāng)中，由于場(chǎng)效應(yīng)管是最容易損壞的元件，而且多數(shù)損壞的現(xiàn)象為被擊穿，所以可以采用一種簡(jiǎn)單的方法在線來(lái)量測(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的好壞，即將萬(wàn)用表開(kāi)到二極管檔，用萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆量測(cè)D、S極和G、S極，看看兩極之間的讀數(shù)是不是很小，如果這個(gè)值在50以下，則可以判斷為這個(gè)效應(yīng)管已經(jīng)被擊穿。  
 雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后，在輸出端輸出一個(gè)大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比（beta）。另一種晶體管，叫做場(chǎng)效應(yīng)管（FET），把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)化為輸出電流的變化。FET的增益等于它的transconductance， ) s+ P7 |1 f. g  Y& W+ N4 y1 A       定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。 
      場(chǎng)效應(yīng)管的名字也來(lái)源于它的輸入端（稱(chēng)為gate）通過(guò)投影一個(gè)電場(chǎng)在一個(gè)絕緣層上來(lái)影響流過(guò)晶體管的電流。事實(shí)上沒(méi)有電流流過(guò)這個(gè)絕緣體，所以FET管的GATE電流非常小。最普通的FET用一薄層二氧化硅來(lái)作為GATE極下的絕緣體。這種晶體管稱(chēng)為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管，或,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）。因?yàn)镸OS管更小更省電，所以他們已經(jīng)在很多應(yīng)用場(chǎng)合取代了雙極型晶體管。7 V! E8 M2 L5 @6 h2 `+ t 
      首先考察一個(gè)更簡(jiǎn)單的器件－MOS電容－能更好的理解MOS管。這個(gè)器件有兩個(gè)電極，一個(gè)是金屬，另一個(gè)是extrinsic silicon，他們之間由一薄層二氧化硅分隔開(kāi)（圖1.22A）。金屬極就是GATE，而半導(dǎo)體端就是backgate或者body。他們之間的絕緣氧化層稱(chēng)為gate dielectric。圖示中的器件有一個(gè)輕摻雜P型硅做成的backgate。這個(gè)MOS  電容的電特性能通過(guò)把backgate接地，gate接不同的電壓來(lái)說(shuō)明。圖1.22A中的MOS電容的GATE電位是0V。金屬GATE和半導(dǎo)體BACKGATE在WORK FUNCTION上的差異在電介質(zhì)上產(chǎn)生了一個(gè)小電場(chǎng)。圖示的器件中，這個(gè)電場(chǎng)使金屬極帶輕微的正電位，P型硅負(fù)電位。這個(gè)電場(chǎng)把硅中底層的電子吸引到表面來(lái)，它同時(shí)把空穴排斥出表面。這個(gè)電場(chǎng)太弱了，所以載流子濃度的變化非常小，對(duì)器件整體的特性影響也非常小。 
      圖1.22B中是當(dāng)MOS電容的GATE相對(duì)于BACKGATE正偏置時(shí)發(fā)生的情況。穿過(guò)GATE DIELECTRIC的電場(chǎng)加強(qiáng)了，有更多的電子從襯底被拉了上來(lái)。同時(shí)，空穴被排斥出表面。隨著GATE電壓的升高，會(huì)出現(xiàn)表面的電子比空穴多的情況。由于過(guò)剩的電子，硅表層看上去就像N型硅。摻雜極性的反轉(zhuǎn)被稱(chēng)為inversion，反轉(zhuǎn)的硅層叫做channel。隨著GATE電壓的持續(xù)不斷升高，越來(lái)越多的電子在表面積累，channel變成了強(qiáng)反轉(zhuǎn)。Channel形成時(shí)的電壓被稱(chēng)為閾值電壓Vt。當(dāng)GATE和BACKGATE之間的電壓差小于閾值電壓時(shí)，不會(huì)形成channel。當(dāng)電壓差超過(guò)閾值電壓時(shí)，channel就出現(xiàn)了。 
圖片附件: 1.jpg  
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      圖1.22 MOS電容：（A）未偏置（VBG＝0V），（B）反轉(zhuǎn)（VBG＝3V），（C）積累（VBG＝-3V）。0 c- F. K3 |6 v2 }5 _( i  b6 Y0 P 
      圖1.22C中是當(dāng)MOS電容的GATE相對(duì)于backgate是負(fù)電壓時(shí)的情況。電場(chǎng)反轉(zhuǎn)，往表面吸引空穴排斥電子。硅表層看上去更重的摻雜了，這個(gè)器件被認(rèn)為是處于accumulation狀態(tài)了。 
      MOS電容的特性能被用來(lái)形成MOS管。圖1.23A是最終器件的截面圖。Gate，電介質(zhì)和backgate保持原樣。在GATE的兩邊是兩個(gè)額外的選擇性摻雜的區(qū)域。其中一個(gè)稱(chēng)為source，另一個(gè)稱(chēng)為drain。假設(shè)source 和backgate都接地，drain接正電壓。只要GATE對(duì)BACKGATE的電壓仍舊小于閾值電壓，就不會(huì)形成channel。Drain和backgate之間的PN結(jié)反向偏置，所以只有很小的電流從drain流向backgate。如果GATE電壓超過(guò)了閾值電壓，在GATE電介質(zhì)下就出現(xiàn)了channel。這個(gè)channel就像一薄層短接drain和source的N型硅。由電子組成的電流從source通過(guò)channel流到drain�？偟膩�(lái)說(shuō)，只有在gate 對(duì)source電壓V 超過(guò)閾值電壓Vt時(shí)，才會(huì)有drain電流。 
圖片附件:2.jpg 
 
* Y1 v5 r! ~+ H! {7 U1 A, j 
      圖1.23 4 z' }7 m" I. ?" m4 d% \0 ^ 
      MOSFET晶體管的截面圖：NMOS（A）和PMOS（B）。在圖中，S＝Source，G=Gate,D=Drain。雖然backgate圖上也有，但沒(méi)有說(shuō)明。 
      MOS管的source和drain是可以對(duì)調(diào)的，他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下，這個(gè)兩個(gè)區(qū)是一樣的，即使兩端對(duì)調(diào)也不會(huì)影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對(duì)稱(chēng)的。在對(duì)稱(chēng)的MOS管中，對(duì)soure和drain的標(biāo)注有一點(diǎn)任意性。定義上，載流子流出source，流入drain。因此Source和drain的身份就靠器件的偏置來(lái)決定了。有時(shí)晶體管上的偏置電壓是不定的，兩個(gè)引線端就會(huì)互相對(duì)換角色。這種情況下，電路設(shè)計(jì)師必須指定一個(gè)是drain另一個(gè)是source。0 F* y' ?7 w% R4 U8 ^1 g 
      Source和drain不同摻雜不同幾何形狀的就是非對(duì)稱(chēng)MOS管。制造非對(duì)稱(chēng)晶體管有很多理由，但所有的最終結(jié)果都是一樣的。一個(gè)引線端被優(yōu)化作為drain，另一個(gè)被優(yōu)化作為source。如果drain和source對(duì)調(diào)，這個(gè)器件就不能正常工作了。6 v2 `  n+ T3 {; @! G- }8 r/ } 
      圖1.23A中的晶體管有N型channel所有它稱(chēng)為N-channel MOS管，或NMOS。P-channel MOS（PMOS）管也存在。圖1.23B中就是一個(gè)由輕摻雜的N型BACKGATE和P型source和drain組成的PMOS管。如果這個(gè)晶體管的GATE相對(duì)于BACKGATE正向偏置，電子就被吸引到表面，空穴就被排斥出表面。硅的表面就積累，沒(méi)有channel形成。如果GATE相對(duì)于BACKGATE反向偏置，空穴被吸引到表面，channel形成了。因此PMOS管的閾值電壓是負(fù)值。由于NMOS管的閾值電壓是正的，PMOS的閾值電壓是負(fù)的，所以工程師們通常會(huì)去掉閾值電壓前面的符號(hào)。一個(gè)工程師可能說(shuō)，“PMOS  Vt從0.6V上升到0.7V”， 實(shí)際上PMOS的Vt是從-0.6V下降到-0.7V。