5.4 三极管的基础应用电路

5.4.1 三极管的开关应用

在笔记本电脑电路中,三极管最主要的应用是开关作用。NPN三极管E极接地: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。具体如下:

普通NPN型:VBVE>0.7V时,B极和E极导通,C极和E极也导通。

普通PNP型:VBVE<0.7V时,E极和B极导通,E极和C极也导通。

图5-19中,A点为高电平0.7V以上时,经过电阻加到三极管B极,三极管C极和E极就会导通,Y输出低电平。

图5-19 普通三极管的应用

图5-20中,PQ41为内带电阻的数字NPN三极管,同样具有普通三极管高电平导通、低电平截止的特性。不过,B极电压必须大过E极电压一定值,这个值要查相关元器件的数据手册。经查DTC144EUA数据手册,得知导通电压VI(on)=1.9V,如图5-21所示。

图5-20 数字三极管的应用

图5-21 DTC144EUA数据手册截图

图5-22为三极管开关作用的应用:只有当+VLDT电压超过0.7V后,加到PQ26的B极,PQ26导通,拉低PQ25的B极,PQ25截止,+3VRUN直接上拉到VLDT_PG,产生高电平送给后级。

图5-22 三极管开关作用的应用

5.4.2 三极管在温控电路中的应用

三极管、二极管的PN结具有负温度特性,即PN结的电压会随着温度升高,形成类似于线性的变化。以二极管为例,在常温范围内,温度每升高1℃,它的正向压降就会降低约3mV,如图5-23所示。三极管也有类似的温度特性。用三极管做温度检测探头,可以将集电极与基极短接,用发射极检测温度,这样效果要比二极管好得多,尤其是温度线性。由于材料的特性和制造工艺的差异,半导体三极管的直流放大系数β并不是一条直线,所以三极管的工作点一般都设置在β曲线较平坦的区域。

图5-23 二极管压降变化示意图

如图5-24所示,温控芯片U31通过检测DP1和DN1、DP2和DN2两对引脚的电压差来判断温度,当温度升高时,电压差会随着三极管C、E之间压降的降低而减小。

图5-24 笔记本电脑温控电路

图5-24所示温控电路的基本工作流程如下:

① 温控芯片得到供电,通过DP1和DN1、DP2和DN2脚检测温度,并通过SMCLK、SMDATA脚向EC(有关EC的知识,见第7章)实时汇报温度。

② 温控芯片会根据温度的高低,实时调节风扇的转速并检测转速。

③ 当温度继续升高,达到TRIP_SET脚设定的过温报警阈值时,温控芯片会发出ALERT#信号给南桥,南桥控制CPU暂停或降频工作,此时系统性能受影响。

④ 如果温度继续升高,达到SHDN_SEL设定的过温断电阈值时,温控芯片会拉低SYS_SHDN#,使电脑自动断电关机。一般此信号连接的是EC复位,或是EC、南桥的待机电压开启信号。