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华硕主板
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图解公司内部文件
-2010.6.6
华硕主板概述
主板是计算机各部分配件相互连接的桥梁。主板（
Main
Board
）又称母板（
Mother
Board
）或系统板（
System Board
）
，
它是计算机内部最大的一块电路板，是整台计
算机的组织核心。在它上面集成安装了组成计算机的主要电路系统。包括有芯片
组、
CPU
插座、系统扩展槽（总线）
、内存插
槽、晶振、
BIOS
芯片、
CMOS<
/p>
芯片、电池、
IDE
接口、
FDD
接口、电源接口、键盘
接口、
PS
／
2
接口、
USB
接口、串行口、并行口和机箱面板控制电路接口等，而有些主板也集成
了声卡和显示卡。主板是一台
计算机的主体所在，完成计算机的系统管理和协调各部件正
常运行。因此，主板是计算机最主要的设备之一，它的性能将对整
台计算机的速度和性能
起决定性的作用。
主板它实际是由几层树脂材料粘合在一起的
，内部采用铜箔走线。一般的
PCB
线路板分有四层，最上和最
下的两层是信号
层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间，这样便可容
易地对信号线作出修正。而一些要求较高的主板的线
路板可达到
6-8
层或更多。
此主题相关图片如下：
主板
(
线路板
)
是如何制造出来的呢？
PCB
的制造过程由玻璃
环氧树脂
(Glass Epoxy)
或类似材质制成的
PCB
“基板”开始。制作
的第一步是光绘出
零件间联机的布线，其方法是采用负片转印
(Subtractive transfe
r)
的方式将设计好的
PCB
线路板的
线路底片
“印刷”在金属导体上。
这
项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔，并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板，那么
PCB
的基板两面都会铺上铜
箔。而要做多层板可将
做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。
接下来，便可在
PCB
板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后，孔璧里头必须经过电
镀
(
镀通孔技术，
Plated-
Through-Hole technology
，
PTH)
。在孔璧内部作金属处理后，可以让内部的各层线路能够彼此连接。
在开始电镀之前，必须先清
掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化，而它会覆盖住内部
P
CB
层，所
以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成
。接下来，需要将阻焊漆
(
阻焊油墨
)
覆盖在最外层的布线上，这样一来布线就
不会接触到电镀部份了
。
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6
华硕主
板
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2010.6.6
然后是将各种
元器件标示网印在线路板上，以标示各零件的位置，它不能够覆盖在任何布线或是金手指上，不然可能会减低可<
/p>
焊性或是电流连接的稳定性。此外，如果有金属连接部位，这时“金手指”部份通常会镀上
金，这样在插入扩充槽时，才能确保高
品质的电流连接。
<
/p>
最后，就是测试了。测试
PCB
是否有短
路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，
电子测试则通常用飞针探测仪
(Flying-Probe)
来检查所有连接。
电子测试在寻找短路或断路比较准确，
不过光
学测试可以更容易侦
测到导体间不正确空隙的问题。
线路板基板做好后，一块成品的主
板就是在
PCB
基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—
先用
SMT
自动贴片机将
IC
芯
片和贴片元件“焊接上去，再手工接插一些机器干不了的活，通过波峰
/
回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在
< br>PCB
上，于是
一块主板就生产出来了。
2
、主板结构
主板结构分为
A
T
、
Baby-AT
、
ATX
、<
/p>
Micro A
TX
、
< br>LPX
、
NLX
、
Flex ATX
、
EATX
、
WATX
以及
BTX
等结构。
其中，
A
T
和
Baby-AT
是多年前的老主板结构，现
在已经淘汰；而
LPX
、
NLX
、
Flex ATX
则是
A
TX
的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；
EATX
和
WATX
则多用于服务器
/
工作站主板；
AT
X
是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，
PCI
插槽数量在
4-6
个，大多数主
板都采用此结构；
Micro
A
TX
又称
Mini A
TX
，是
A
TX
结构的简化版，就是常说的
“
小板
”
，扩展插槽较少，
PCI
插
槽数量在
3
个或
3
个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而
BTX
则是英特
尔制定的最新一代主板结构。
主板结构变化的必然性
4Mb fl
ash
BIOS
芯片
2
组
serial ata
连接排针
南桥
芯片
raid ultra
ata
插座
软驱
插座
< br>2
个
IDE
插座
电源
警示灯
3
组
DDR
内存
DIMM
插槽
AGP
显卡
插槽
AGP
警示灯
ATX +12V
电源
插座
CPU
插座
82845PE
北桥芯片
6
组
32<
/p>
位
PCI
扩展槽
上
:
音频输入
上
:RJ-45
接头
上：并行口
中
:
音频输出
中
:U
SB1
下
:
麦克风
下
:USB2
下
:COM2
下
:COM1
上
:
USB1
下
:USB2
上
:PS/2
鼠标
(
绿色
)
下
:PS/2
键
盘
(
紫色
)
20
引脚
ATX
电源插座
由于
Baby A
T
主板市场的不规范和
A
T
主板结构过于陈旧，
英特尔在
95
年
1
月公布了扩展
A
< br>T
主板结构，
即
ATX
（
A
T extended
）
主板标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持，目前已经成为最广泛的工业标准
。
97
年
2
月
推出了
A
TX2.01
版。
Baby A
T
结构标
准的首先表现在主板横向宽度太窄（一般为
22cm
）
，使得直接从主板引出接口的空间太小。大大限制了对外接
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口的数量
，这对于功能越来越强、对外接口越来越多的微机来说，是无法克服的缺点。其次，
Ba
by A
T
主板上
CPU
和
I/0
插槽的位
置安排不
合理。早期的
CPU
由于性能低、功耗小，散热的要求不高。而
今天的
CPU
性能高、功耗大，为了使其工作稳定，必须要
有良好的散热装置，加装散热片或风扇，因而大大增加了
CPU
的高度。在
A
T
结
构标准里
CPU
位于扩展槽的下方，使得很多全长
的扩展卡插不上去或插上去后阻碍
CPU
风扇运转。
内存的位置也不尽合理。早期的计算机内存大小是固定的，对安装位置无特殊
要求。
Baby AT
主板在结构上按习惯把内存插槽安放在机箱电源的下
方，安装、更换内存条往往要拆下电源或主板，很不方便。内
存条散热条件也不好。此外
，由于软硬盘控制器及软硬盘支架没有特定的位置，这造成了软硬盘线缆过长，增加了电脑内部连线的
混乱，降低了电脑的中靠性。甚至由于硬盘线缆过长，使很多高速硬盘的转速受到影响。< p>
ATX
主板针对
A
T
和
Baby
AT
主板的缺点
做了以下改进：
?
?
?
?
?
主板外形在
Baby A
T
的基础上旋转了
90
度，其几何尺寸改为
30.5cm×
24.4cm
。
采用
7
< br>个
I/O
插槽，
CPU
与
I/O
插槽、内存插槽位置更加合理。
优化了软硬盘驱动器接口位置。
提高了主板的兼容性与可扩充性。
采用了增强的电源管理，真正实现电脑的软件开
/
关机和绿色节能功能。
Micro A
TX
保持了
A
TX
标准主板背板上的外设接口位置，与
ATX
兼
容。
Micro A
TX
主板把扩展插槽减少为
3-4
只，
DIMM
插槽为
2-3
个，从
横向减小了主板宽度，其总面积减小约
0.92
平方英寸，比<
/p>
A
TX
标准主板结构更为紧凑。
按照
Micro A
TX
标准，
板上还应该集成图形和音频处理功能。
目前很多品牌机
主板使用了
Micro A
TX
标准，
在
DIY
市场上也常能见到
Micro A
TX
主板。
BTX
是英特尔提出的新型主板架构
Balanced
Technology Extended
的简称，
是
A
TX
结构的替代者，
这类似于前几年
A
TX
取代
A
T
和
Baby
AT
一样。革命性的改变是新的
BTX
规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。新架构对接口、总线、设备将有新的
要求。重要的是目前所有的杂乱无章，接线凌乱，充满噪音的
PC
机将很快过时。当然，新架构仍然提供某种程度的向后兼容，以
便实现
技术革命的顺利过渡。
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此主题相关图片如下：
另外，线路板要想在电脑上做主板
使用，还需制成不同的板型。其中
AT
板型是一种最基本板型，
其特点是结构简单、价格低
廉，
其标准尺寸为
< br>33.2cmX30.48cm
，
AT
< br>主板需与
AT
机箱电源等相搭配使用，
< br>现已被淘汰。
而
ATX
板型则像
一块横置的大
AT
板，
这样便于
ATX
机箱的风扇对
CPU
< br>进行散热，而且板上的很多外部端口都被集成在主板上，并不像
AT
板上的许多
COM
口、打印口
都要依
*
连线才能输出。另外
ATX
还有一种
Micro ATX
小板型，
它最多可支持
4
个扩充槽，减少了尺寸，降低了电耗与成本。<
/p>
BTX
具有如下特点：
?
?
支持
Low-
profile
，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑；
针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计；
9
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华硕主板
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?
主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。
而且，
B
TX
提供了很好的兼容性。目前已经有数种
BTX
的派生版本推出，根据板型宽度的不同分为标准
BTX
（
325.12mm
）
，
microBTX
（
264.16mm
）及
Low-
profile
的
picoBTX
（
203.20mm
）
，以及未来针对服
务器的
Extended BTX
。而且，目前流行的新总
线和接口，如
PCI Express
和串
行
A
TA
等，也将在
< br>BTX
架构主板中得到很好的支持。
值得一提的是，新型
BTX
主板将通过预装的
SRM
（支持及保持模块）优化散热系统，特别是对
CPU
而言。
另外，散热系统
在
BTX
的术语中也被
称为热模块。
< br>得益于新技术的不断应用，将来的
BTX
主板还将完全取
消传统的串口、并口、
PS/2
等接口。
2.
北桥芯片
芯片组
(
Chipset)
是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北
桥芯片和南桥芯片，如
Intel
的
i
845GE
芯片组由
82845GE GMCH
北桥芯片和
ICH4(FW82801DB)
南桥芯片
组成；而
VIA KT400
芯片组则由
KT400
北桥芯片和
VT8235
等
南桥芯片组成
(
也有单芯片的产品，
如
SIS630/730
等
)
，其中北桥芯片是主桥，其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现
不同的功能与性能。
此主题相关图片如下：
北桥芯片一般提供对
CPU
的类型和主频、内存的
类型和最大容量、
ISA/PCI/AGP
插槽、
ECC
纠错等支持，通常在主板上
*
近
CPU
插
槽的位置，由于此
类芯片的发热量一般较高，所以在此芯片上装有散热片。
3.
南桥芯片
此主题相关图片如下：
南桥芯片主要用来与
I/O
设备及
ISA
设备相连，并负责管理中断及
DMA
通道，让设备工作得更顺畅，其提供对
KBC(
键
盘控制器
)
、
RTC(
实时时钟控制器
)
、
USB(
通用串行总线
)
、
Ultra
DMA/33(66)EIDE
数据传输方式
和
ACPI(
高级能源管理
)
等的支持，在
*
近
PC
I
槽的位置。
插座
作用：
把
CPU
固定在主板上
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华硕主板
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图解公司内部文件
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最早
IB
M
的
PC
机的
8086 CPU
是直接焊在主板上的，
80286
、
80386
CPU
也是焊在主板上。
到
486
以
后采用插座或插槽来装
CPU
。
不同类
的
CPU
各式各样，插座也是各种配套样式
。
（
1
）
Socket 7
：
Socket
在英文里就是插槽的意思，
Socket
7
也被叫做
Super
7
。最初是英特尔公司为
Pentium MMX
（多媒体增强
指令集）系列
CPU
< br>设计的插槽，后来英特尔放弃
Socket
7
接口转向
SLOT 1
接口，
AMD
、
VIA
、<
/p>
ALI
、
SIS
等厂商仍然沿
用此接口，直至发展出
Socket
A
接口。
该插槽基本特征为有
321
个针孔，提供
2.5
< br>－
3.3V
电压，系统使用
66
MHz
的总线，可接
Intel
Pentium/Pentium MMX,AMD
K5/K6/K6-2/K6-3,Cyrix 6X86 MX/M2,VIA
C3
等。
Super 7
主板后来增加
了对
100MHz
外频和
AGP
接口类型的支持。
Super 7
采用的芯片组有
VIA
公司的
MVP3
、
MVP4
系列，
SIS
公司的
530/540
系列及
ALI
的
Aladdin
V
系列等主板产品。对应
Super 7
接口
CPU
的产品有
AMD K6-
2
、
K6-
Ⅲ
、
Cyrix M2
及一些其他厂商的
产品。此类接口目前已被淘汰，只有部分老产品才能
见到。
<
/p>
（
2
）
SLOT
1
是英特尔公司为取代
Socket 7
而开发的
CPU
接口，并申请的专利。这样其它厂商就无法生
产
SLOT 1
接口的产品，也
就使得
AMD
、
VIA
、
SIS
等公司不得不联合起来，对
Socket
7
接口升级，也得到了
Super
7
接口。后来随着
Super
7
接口的兴起，
英特尔又将
< br>SLOT 1
结构主板的制造授权提供给了
VIA
、
SIS
、
ALI<
/p>
等主板厂商，所以这些厂商也相应推出了采用
SLOT
1
接口的系
列主板，丰富了主板市场。
SLOT
1
是英特尔公司为
Pentium
Ⅱ
系列
CPU
设计的插槽，
其将
Pentium
Ⅱ
CPU
及其相关控制电路、
二级缓存都做在一块子卡上，
多数
Slot 1
主板使用
< br>100MHz
外频。
SLOT 1
的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和
CPU
性
能。采用
SLOT 1
接口的
主板芯片
组有
Intel
的
BX
、
i810
、
i820
系列及
VIA
的
Ap
ollo
（阿波罗）系列，
ALI
的
Aladdin Pro
Ⅱ（阿拉
廷）系列及
SIS
的
620
、
630
系列等。此种接口已经被淘汰，市面上已
无此类接口的主板产品。
SLOT
2
用途比较专业，都采用于高端服务器及图形工作站
的系统。所用的
CPU
也是很昂贵的
Xeon
（至强
）系列。
Slot 2
与
Slot
1
相比，有许多不同。首先，
Slot 2
插槽更长，
CPU
本身也都
要大一
些。其次，
Slot 2
能够胜任更高要求的多用途计算处理，
这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中，
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华硕主板
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图解公司内部文件
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一般厂商只能同时在系统中采用两个
Pentium
Ⅱ处理器，而有了
Slot
2
设计后，可以在一台服务器中同时采用
8<
/p>
个处理器。而且
采用
Slot
2
接口的
Pentium
Ⅱ
CPU
都
采用了当时最先进的
0.25
微米制造工艺。
< br>支持
SLOT 2
接口的主板芯片组有
< br>440GX
和
450NX
。
下图中左侧为
Slot
2
插槽，右侧为
Slot
1
插槽。
SLOT
A
接口类似于英特尔公司的
SLOT 1
接口，供
AMD
公司的
K7
Athlon
使用的。在技术和性能上，
SLOT A
主板可完全兼
容原有的各种外设扩展卡设备。它支持
200MHz
的总线频率。支持
SLOT
A
接口结构的主板芯片组主要有两种，一种是
AMD<
/p>
的
AMD 750
芯片组，另一种是
VIA
的
Apollo
KX133
芯片组。此类接口已被
Socket
A
接口全面取代。
（
3
）
Socket 370
架
构是英特尔开发出来代替
SLOT
架构，外观上与
Socket 7
非常像，也采用零插拔力插槽，对应的
CPU
是
370
针
脚。
Socket
370
主板多为采用
Intel ZX
、
BX
、
i810
芯片组的产品，其他厂商有
VIA Apollo
Pro
系列、
SIS
530
系列等。最初认为，
Socket
370
的
CPU
升级能力可能不会
太好，所以
Socket
370
的销量总是不如
SLOT 1
接
口的主板。但在英特尔推出的
“
铜矿
”
和
”
图拉丁
”
系
列
CPU
，
Socket
370
接口的主板一改低端形象，逐渐取代了
SLOT
1
接口。目前市场中还有极少部分的主板采用此种插槽。
（
4
）
Socke
t
423
插槽是最初
Pentium
4
处理器的标准接口，
Socket
423
的外形和前几种
Socket<
/p>
类的插槽类似，对应的
CPU
针
脚数为
423
。
Soc
ket 423
插槽多是基于
Intel 850
芯片组主板，支持
1.3GHz
～
< br>1.8GHz
的
Pentium 4
处理器。不过随着
DDR
内存的流
12
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行，英特
尔又开发了支持
SDRAM
及
DDR<
/p>
内存的
i845
芯片组，
CPU
插槽也改成了
Socket
478
，
Socket
423
插槽也就销声匿迹了。
（
5
）
Socket
A
接口，也叫
Socket 462
，
是目前
AMD
公司
Athlon XP
和
Duron
处理器的插座标准。
Socket A
接口具有
462
插孔，可
以支持
133MHz
< br>外频。如同
Socket
370
一样，降低了制造成本，简化了结构设计。
（
6
）
Socket
478
插槽是目前
Pentium 4
系列处理器所采用的接口类型，针脚数为
478
针。
Socket 478
的
Pentium 4
处理器面积很小，
其针脚排列极为紧密。采用
Socket 478
插槽的主板产品数量众多，是目前应用最为广泛的插槽类型。<
/p>
（
8
）
Socket 775
又称为
Socket
T
，目前采用此种插槽的有
LGA775
封装的单核心的
Pentium
4
、
Pentium 4
EE
、
Celeron
D
以及双核
心的
Pentium
D
和
Pentium EE
等
CPU
，
Core
架构
的
Cornoe
核心处理器也继续采用
Socket 775
插槽。
Socket 775
插槽与目前广泛采
用的
Socket 478
插槽明显不同，
非常复杂，
没有
Socket 478
插槽那样的
CPU
针脚插孔，
取而代之的是
775
根有弹性的触须状针脚
(
其
实
是非常纤细的弯曲的弹性金属丝
)
，通过与
CPU
底部对应的触点相接触而获得信号。因为触点有
77
5
个，比以前的
Socket 478
的
478pin
增加不少，
封装的尺寸
也有所增大，
为
37.5mm×
37.
5mm
。
另外，
与以前的
Socket 478/423/370
等插槽采用工程塑料制造不同，
Socket
775
插槽为全金属制造，
原因在于这种新的
CPU
的固定方式对插槽的强度有较高的要求
，并且新的
prescott
核心的
C
PU
的
功率增加很多，
CPU
的表面温度也提高不少，金属材质的插槽比较耐得住高温。在插槽的盖子上还卡着一块保护盖。<
/p>
Socket 775
插槽由于其内部的触针非常柔软和纤薄，
如果在安装的时候用力不当就非常容易造成触针的损坏；其针脚实在是太
容易变形了，相
邻的针脚很容易搭在一起，而短路有时候会引起烧毁设备的可怕后果；此外，过多地拆卸
CPU
也将导致触针失去
弹性进而造成硬件方面的彻底损坏，这
是其目前的最大缺点。
目前，
采用
Socket 775
插槽的主板数量并不太多，
主要是
Inte
l 915/925
系列芯片组主板，
也有采用比较成熟的老芯
片组例如
Intel
865/875/848
系列以及
VIA PT800/PT880
等芯片组的
主板。不过随着
Intel
加大
LGA
775
平台的推广力度，
Socket
775
插槽最终将会
取代
Socket
478
插槽，成为
Intel
平台的主
流
CPU
插槽。
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华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
（
10
）
Socket 754
是
2003
年
9
月
< br>AMD64
位桌面平台最初发布时的标准插槽，
具有
754
个
CPU
针
脚插孔，
支持
200MHz
外频和
800MHz
的
HyperTranspo
rt
总线频率，但不支持双通道内存技术。目前采用此种插槽的有面向桌面平台的
Athlon 64
的低端型号和
Sempr
on
的高端型号，以及面向移动平台的
Mobile
Sempron
、
Mobile Athlon
64
以及
Turion
64
。
随着
AMD
从
2006
年开始全面转向支持
DDR2
内存，
今后桌面平台的
Socket 754
插槽逐渐被具
有
940
根
CPU
针脚插孔、
支持双
通道
DDR2<
/p>
内存的
Socket AM2
插槽所取代
从而使
AMD
的桌面处理器接口走向统一，而与此同时移动平台
的
Socket 754
插槽也逐
渐被
具有
638
根
CPU
< br>针脚插孔、支持双通道
DDR2
内存的
< br>Socket S1
插槽所取代，在
2007
年底完成自己的历史使命从而被淘汰。
（
11
）<
/p>
Socket 939
是
AMD
公司
2004
年
6
月才发布的
64
位桌面平台插槽标准，具有
939
个
CPU
针脚插孔，支持
200MHz
外频和
1000MHz
的
HyperTransport
总线频率，并且支持双通道内存技术。目前采用此种插槽的有面向入门级服务器
/
工作站市场以及面向
桌面市场的
A
thlon 64
以及
Athlon 64
FX
和
Athlon 64 X2
，除
此之外部分专供
OEM
厂商的
Semp
ron
也采用了
Socket
939
插槽。
随着
AMD
从
2006
年开始全面转向支持
DDR2
内存，
Socket 939
插槽逐渐被具有
940
根
CPU
针脚插孔、
< br>支持双通道
DDR2
内存
的
Socket AM2
插槽所取代，在
20
07
年初完成自己的历史使命从而被淘汰。
平顶山电子技术学校
14
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
（
12
）
Socke
t 940
是最早发布的
AMD64
位
平台标准，具有
940
个
CPU
针脚插孔，支持
200MHz
外频和
800MHz
或
1000MHz
的
HyperTransport
总线频率，
并且支持双通道内存技术。
目前采用此种插槽的有服务器
/
工作站所使用的
Opteron
以及最初的
Athlon
64 FX(51
以及早期的
53)
。
由于
Socket 940<
/p>
接口的
CPU
价格高昂，
而且必须搭配昂贵的
ECC
内存才能使用，
所以其总体采购成本是比较昂贵的。
现在新出
的<
/p>
Athlon 64
FX
以及部分
Opteron
1XX
系列已经改用
Socket
939
插槽，所以
Socket 940
插槽已经成为了
Opteron
的专用插槽。
随着
AMD
从
2006
年开始全面转向支持
DDR2
内存，
Socket 940
插槽逐渐被具有
1207
根有弹性的触须状针脚、支
持
LGA
封装
的新版
< br>Opteron
处理器、支持双通道
ECC
DDR2
内存的
Socket
F
插槽所取代，完成自己的历史使命从而被淘汰。
（
14<
/p>
）
Socket AM2
是
2006
年
5
月底发布的支
持
DDR2
内存的
AMD64
位桌面
CPU
的插槽标准。是目前低端的
Sempron
、中端的
Athlon
64
、
高端的
Athlon 64
X2
以及顶级的
Athlon 64 FX
等全系列
AMD
桌面
CPU
所对应的插槽标准。
Socket AM2
具
有
940
个
CPU
针脚插孔，支持
200MHz
外频和
1000MHz
的
HyperTransport
总线频率，支持双通道
DDR2
内存，其中
Athlon 64 X2
以及
Athlon
64
FX
最高支持
DDR2 800
，
Sempron
和
< br>Athlon 64
最高支持
DDR2 667
。
虽然同样都具有
940
个
CPU
针脚插孔，
但
Socket
AM2
与原有
的
Socket 940
在针脚定义以及针脚排列方面都不相同，
并不能互相兼容。
按照
AMD
的规划，
Socket AM2
将逐渐取代原有的
Socket
754
和
Socket 939
，从而实现桌面平台
CPU
插槽标准的统一。
广大主板厂商也迅速跟进，
Socket
AM2
的配套主板目前也在逐渐增
多。
5.
内存插槽
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15
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
此主题相关图片如下：
内存插槽是主板上用来安装内存的地方。目前常见的内存插槽
为
SDRAM
内存、
DDR
内存插槽，其它的还有早期的
EDO
和非主流
的
RDRAM
内存插槽。需要说明的是不同
的内存插槽它们的引脚，电压，性能功能都是不尽相同的，不同的内存在不同的内存插槽
上不能互换使用。对于
168
线的
SD
RAM
内存和
184
线的
DDR SDRAM
内存，其主要外观区别在于
SD
RAM
内存金手指上有两个缺
口，而
D
DR SDRAM
内存只有一个。
插槽
此主题相关图片如下：
PCI(peripheral
component
interconnect)
总线插槽它是由
Intel
公司推出的一种局部总线。
它定义了
32
位数据总线，
且可扩展
为
64
位。它为显卡、声卡、网卡、电视卡、
MODEM
等设备提供了连接接口，它的基本工作频率为
3
3MHz
，最大传输速率可达
13
2M
B/s
。
插槽
此主题相关图片如下：
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华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
AGP
图形加速端口
(Accelerate
d
Graphics
Port)
是
专供
3D
加速卡
(3D
显卡
)
使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连，且
该
接口让视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过窄带宽的
PCI
总线而形成系统瓶颈，增加
3D
图形数据传输速度，而且在显存
不足的情况下还可以调用系统主内存，所以它拥有很高的
传输速率，这是
PCI
等总线无法与其相比拟的。
AGP
接口主要可分为
AG
P1X/2X/PRO/4X/8X
等类型。
PCI
Express
接口
PCI
Express
是新一代的总线接口。
而采用此类接口的显卡产品，
已经在
2004
年正式面世。
早在
2001
年的春季
“
英特尔开发
者论坛
”
上，英特
尔公司就提出了要用新一代的技术取代
PCI
总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代
I/O
总线技术。随后
在
2001
年底，包括
Intel
、
AMD
、
DELL
、
IBM
在内的
20
多家业界主导公司，开始起草新技术的规范，并在
2002
年完成，对
其正式命名为
PCI
Express
。
PCI
Express <
/p>
采用了目前业内流行的点对点串行连接，
比起
PCI
以及更早期的计算机总线的共享并行架构，
每个设备都有自己的
专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可
以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到
PCI
所不能提供的高带宽。相对于
传统
PCI
总线在单一时间周期内只能实现单向传输，
PCI
Express
的双单工连接，能提供更高的传输速率和质量
。它们之间的差
异，跟半双工和全双工类似。
PCI
Express
的接口，
根据总线位
宽不同而有所差异，
包括
X1
、
X4
、
X8
以及
X16
（
X2
模式将用于内部接口而非插槽模式）
。
较短的
PCI
Express
卡，可以插入较长的
PCI
Express
插槽中使用。
PCI
Express
接口能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。
P
CI
Express
卡支持的三种电压，分别为
+3.3V
、
3.3Vaux
以及
+12V
。用于取代
AGP
接口的
PCI
Express
接口位宽为
X16
< br>，将
能够提供
5GB/s <
/p>
的带宽，
即便有编码上的损耗，
但仍能够
提供约为
4GB/s
左右的实际带宽，
远远超过
AGP
8X
的
2.1GB/s
的带
宽。
PCI
Express
规格，从
1
条通道连接到
32
条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对
数据传输带宽不同的需
求。
例如，
PC
I
Express
X1
规格，<
/p>
支持双向数据传输，
每向数据传输带宽
250MB/s
，
PCI
Express
X1
已经可以满足
主流声效芯片、
网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法满足图形芯片
对数据传输带宽的需求。因此，必须采用
PCI
Express
X16
，即
16
条点对点数据传输通道连接，来取代传统的
AGP
总线。
PCI
Express
X16
也支持双向
数据传输，每向数据传输带宽
高达
4GB/s
，双向数据传输带宽有
8GB/s
之多。相比之下，目前广泛采用的
AGP
8X
数据传输，只提供
2.1GB/s
的数据传输带
宽。
尽管
PCI
Express
技术规格允许实现
X1
（
250MB/
< br>秒）
、
X2
、
< br>X4
、
X8
、
< br>X12
、
X16
和
X32
通道规格，但是依目前形式来看，
PCI
Express
X1
和
PCI
Express
X16
将成为
PCI
Express
主流规格。同时，芯片组厂商将在南桥芯片当中，添加对
PCI
Express
X1
的支持。在北桥芯片当中，添加对
PCI
Express
X16
的支持。除提供极高数据传输带宽之外，
PCI
Express
因为采用串行数
据包
方式传递数据，所以
PCI
Express
接口每个针脚，可以获得比传统
I/O
标准更多的带宽。这样，就可以降低
PCI
Express
设
备生产成本和体积。另外，
PCI
Express
也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据
同步传输，为优先传输数据进行带宽优化。
在兼容性方面，
PCI
Express
在软件层面上兼容目前的
PCI
技术和设备，支持
PCI
设备和内存模组的初始化。也就是说，目
前的驱动程序、操作系统都无需
推倒重来，就可以支持
PCI
Express
设备。
接口
ATA
接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的。主流的
IDE
接口有
ATA33/66/100/133
，
ATA33
又称
Ultra
DMA/33
，它是一种由
I
< br>ntel
公司制定的同步
DMA
协定，传统的
IDE
传输使用数据触发信号的单边来传输数据，
而
Ultra
DMA
在传输数据时使
用数据触发
信号的两边，因此它具备
33MB/S
的传输速度。
此主题相关图片如下：
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华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
而
ATA66/100/133
则是在
Ultra DMA/33
的基础上
发展起来的，它们的传输速度可反别达到
66MB/S
、
100M
和
133MB/S
< br>，只不过
要想达到
66MB/S
左右速度除了主板芯片组的支持外，还要使用一根
ATA66/100
< br>专用
40PIN
的
80
线的专用
EIDE
排线。
此主题相关图片如下：
此外，现在很多新型主板如
I865
系列等都提供了一种
Serial
A
TA
即串行
ATA
插槽，它是一种完全
不同于并行
ATA
的新型硬
盘接口类型
，它用来支持
SATA
接口的硬盘，其传输率可达
150MB/S
。
9.
软驱接口
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华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
此主题相关图片如下：
软驱接口共有
34
< br>根针脚，顾名思义它是用来连接软盘驱动器的，它的外形比
IDE
接口要短一些。
10.
电源插口及主板供电部分
电源插座主要有
AT
电源插座和
ATX
电源插座两种，有的主板上同时具备这两种插座。
< br>AT
插座应用已久现已淘汰。而采用
20
口的
ATX
电源插座，采用了防插反设计，不会像
AT
电源一样因为插反而烧坏主板。除此而外，在电源插座附近一般
还有主板的供电及
稳压电路。
此主题相关图片如下：
主板的供电及稳压电路也是主板的重要组成部分，它一般由电容，稳压块或三极管场效应管，滤波线 圈，稳压控制集成电路块
等元器件组成。此外，
P4
主板上一般还有一个
4
口专用
12V
电源插座。
及电池
BIOS(BASIC
INPUT/OUTPUT
SYSTEM)
基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程序的
EPROM
或
EEPROM
< br>集成块。实际上它
是被固化在计算机
ROM(
只读存储器
)
芯片上的一组程序，为计算机提供最
低级的、最直接的硬件控制与支持。除此而外，在
BIOS
芯片
附近一般还有一块电池组件，它为
BIOS
提供了启动时需要的
电流。
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华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
此主题相关图片如下：
常见
BIOS
芯片的识别主板上的
ROM BIOS
芯片是主板上唯一贴有标签的芯片，
一般为双排直插式封装
(DIP)
，
上
面一般印有
“BIOS”
字样，另外还有许多
< br>PLCC32
封装的
BIOS
。
此主题相关图片如下：
早期的
BIOS
多为可重写
EPROM
芯片，上面的标签起着保护
BIOS
内容的作用，因为紫外线照射会使
EPROM
内容丢
失，所以
不能随便撕下。
现在的
ROM
BIOS
多采用
Flash
ROM(
快闪可擦可编程只读存储器
)
，
通过刷新程序，
可以对
Flash
ROM
进行重写，
方便
地实现
BIOS
升级。
目前市面上较流行的主板
BIOS
主要有
Award
BIOS
、
AMI
BIOS
、
Phoenix
BIOS
三种类型。
Award
BIOS
是由
Award
Softwa
re
公司开发的
BIOS
产品，在目前的主板中使用最为广泛。
Award
BIOS
功能较为齐全，支持许多新硬件，目前市面上主机板都
采
用了这种
BIOS
。
AMI
BIOS
是
AMI
公司出品
的
BIOS
系统软件，开发于
80
年代中期，它对各种软、硬件的适应性好，能保证系统性能的稳定，
在
90
年代后
AMI
BIOS
应用较少；
Phoenix
BIOS
是
Phoenix
公司产品，
Phoenix
BIOS
多用于高档的原装品牌机和笔记本电脑上，
其画面简洁，便于操作，现在<
/p>
Phoenix
已和
Award
公司合并，共同推出具备两者标示的
BIOS
产
品。
12.
机箱前置面板接头
机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关、系统复位、硬盘电源指示灯等排线的地方。一 般来说，
ATX
结构的机箱上有
一个总
电源的开关接线
(Power
SW)
，其是个两芯的插头，它和
Reset
的接头一样，按下时短路
，松开时开路，按一下，电脑的总
电源就被接通了，再按一下就关闭。
< br>
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20
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
而硬盘指示灯的两芯接头，一线为
红色。在主板上，这样的插针通常标着
IDE
LED
或
HD
LED
的字样，连接时要红线对一。
这条线接好后，当电脑在
读写硬盘时，机箱上的硬盘的灯会亮。电源指示灯一般为两或三芯插头，使用
1
、
3
位，
1
线通常为绿色。
此主题相关图片如下：
在主板上，插针通常标记为
Power LED
，连接时注意绿色线对应于第一针
(+)
。当它连接好
后，电脑一打开，电源灯就一直亮
着，指示电源已经打开了。而复位接头
(Reset)
要接到主板上
Reset
插针上。主板上
Reset
针的作用是这样的：当它
们短路时，电脑
就重新启动。而
PC
喇
叭通常为四芯插头，但实际上只用
1
、
4
两根线，一线通常为红色，它是接在主板
Speaker
插针上。在连接
时，注意红线对应
1
的位置。
13.
外部接口
此主题相关图片如下：
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华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
ATX
主板的外
部接口都是统一集成在主板后半部的。
现在的主板一般都符合
P
C'99
规范，
也就是用不同的颜色表示不同的接口，
以免搞错。一般键盘和鼠标都是采用
PS/2
圆
口，只是键盘接口一般为蓝色，鼠标接口一般为绿色，便于区别。而
USB
接口为扁平
状，可接
MODEM
，光驱，扫描仪等
USB
接口的外设。而串口可连接
MODEM
和方口鼠标等，并口一般连接打印机。
14.
主板上的其它主要芯片
除此而外主板上还有很多重要芯片：
AC97
声卡芯片
AC'97
的全称是
Audio
CODEC
＇
97
，这是一个由
Intel
、
Yamah
a
等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。主板
上
集成的
AC97
声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种。
所谓的
AC'97
软声卡，只是在主板上集成了数字模拟信号转
换芯片
(
如
ALC201
、
ALC650
、
AD18
85
等
)
，而真正的声卡被集成到北桥
中，这样会加重
CPU
少许的工作负担。
此主题相关图片如下：
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华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
所谓的
AC'97
硬声卡，
< br>是在主板上集成了一个声卡芯片
(
如创新
CT5880
和支持
6
声道的
CMI8738
等
)
< br>，
这个声卡芯片提供了独
立的声音处理，最终输出模拟的
声音信号。这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些，但对
CPU
的占用很小。
网卡芯片
此主题相关图片如下：
现在很多主板都集成了网卡。在主
板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有
10/100M
的
RealTek
公司的
8100(8139
C/8139D
芯片
)
系列芯片以及威
盛网卡芯片等。除此而外，一些中高端主板还另外板载有
Intel
、
3COM
、
Alten
和
Broadcom
的千兆网卡芯片
等，如
Intel
的
i8
2547EI
、
3COM 3C940
等等。
(
见图
18-3COM
3C940
千兆网卡芯片
)
IDE
阵列芯片
此主题相关图片如下：
此主题相关图片如下：
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23
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
一些主板采用了额外的
IDE
阵列芯片提供对磁盘阵列的支持，
其采用
ID
E RAID
芯片主要有
HighPoint
< br>、
Promise
等公司的产品的功
能简化版本。例如
Promise
公司的
< br>PDC20276/20376
系列芯片能提供支持
0<
/p>
，
1
的
RAID
配置，具自动数据恢复功能。美国高端
HighPoint
公司的
RAID
芯片如
HighPoint HPT370/372/374
系列芯片，
SILICON
SIL312ACT114
芯片等等。
I/O
控制芯片
I/O
控制芯片
(
输入
/
输出控制芯片
)
提供了
对并串口、
PS2
口、
USB
口，以及
CPU
风扇等的管理与支持。常见的<
/p>
I/O
控制芯片有华邦
电子
(WINBOND)
的
W83627HF
、
W83627THF
系列等，例如其最新的
W83627THF
芯片为
I865/I8
75
芯片组提供了良好的支持，除
可支持键盘、鼠标、软盘、并
列端口、摇杆控制等传统功能外，更创新地加入了多样新功能，例如，针对英特尔下一代的
Prescott
内核微处理器，提供符合
VRD10.0<
/p>
规格的微处理器过电压保护，如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险。<
/p>
此主题相关图片如下：
此外，
W83627THF
内部硬件监控的功能也
同时大幅提升，除可监控
PC
系统及其微处理器的温度、电压和
风扇外，在风扇转
速的控制上，
更提供了线性转速控制以及智能
型自动控转系统，
相较于一般的控制方式，
此系统能使主板完全
线性地控制风扇转速，
以及选择让风扇是以恒温或是定速的状态运转。
< br>这两项新加入的功能，
不仅能让使用者更简易地控制风扇，
并延长风扇的使用寿命，
更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低。
频率发生器芯片
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24
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
频率也可以称为时钟信号，频率在
主板的工作中起着决定性的作用。我们目前所说的
CPU
速度，
其实也就是
CPU
的频率，如
P4 <
/p>
1.7GHz
，这就是
CPU
的频率。电脑要进行正确的数据传送以及正常的运行，没有时钟信号是不行的，时钟信号在电路中的 主要
作用就是同步；因为在数据传送过程中，对时序都有着严格的要求，只有这样才能保
证数据在传输过程不出差错。
<
/p>
时钟信号首先设定了一个基准，我们可以用它来确定其它信号的宽度，另外时钟信号能够保
证收发数据双方的同步。对于
CP
U
而
言，时钟信号作为基准，
CPU
内部的所有信号处理都要以它作
为标尺，这样它就确定
CPU
指令的执行速度。
此主题相关图片如下：
时钟信号频率的担任，会使所有数据传送的速度加快，并且提
高了
CPU
处理数据的速度，这就是我们为什么超频可以提高机
器速度的原因。要产生主板上的时钟信号，那就需要专门的信号发生器，也称为频率发生
器。
AMR
（
Audio/Modem R
iser
声音
/
调制解调器插卡）
：
是一套开放的工业标准，
它定义的扩展卡
可同时支持声音及
Modem
的功能。
采用这样的设计，可有效降低成本，同时解决声音与
Modem
子系统目前在功能上的一些限制。
CNR(Commu-nicationNotwork Riser
< br>通讯网络插卡
)
：是
AMR
的升级产品，从外观上看
,
它比
AMR
稍长一些，而且两着的针脚也不
相同
,
所以两者不兼容。
CNR
< br>能连接专用的
CNR-
Modem
还能使用专用的家庭电话网络
(Home
PNA),
具有
PC 2000
即插即
用功能，
比
AMR
增加了对
10/100MB
局域网功能的支持。
ACR(Advanced Communication
Riser
高级通讯插卡
)
：是
CNR
的升级产品，它可以提供局域网，宽带网，无线网络和多声道音
效处
理功能，而且与
AMR
兼容。
SCSI
（
Small
Computer System Interface
）
：的
意义是小型计算机系统接口，它是由美国国家标准协会（
ANSI)
公布的接口标准。
SCSI
最初的定义是通用并行的
SCSI
总线。
SCSI
总线自己并不直接和硬盘之类的设备通讯，而是通过控制器来和设备建立联系。一个独
立的
SCSI
总线最多可以支持１６个设备，通过
SCSII D
来进行控制。
USB(Universal Serial Bus
通用串行
总线
)
：它不是一种新的总线标准，而是电脑系统接驳外围设备
(
如键盘、鼠标、打印机等
)
的输入
/
输出接口标准。是由
< br>IBM
、
INTEL
、
NEC
等著名厂商联合制定的一种新型串行接口。它采用
Daisy Chain
方式进行连接。由两根数
据线
，一根
5V
电源线及一根地线组成。数据传输率为
12MB/s
。
FDD<
/p>
：比
IDE
插槽稍短一点，专门用来插软
驱。
并口：就是平常所说的打印口，其实它并不是只能接打印
机和鼠标，它还可以接
MODEM
，扫描仪等设备。
COM
端口：一块主板一般带有两个
COM
串行端口。通常用于连接鼠标及通讯设备（如连接外置式
MODEM
进行数据通讯）等。
PS/2
口：是一种鼠标
/
键
盘接口，一般说的圆口鼠标就接在
PS/2
口上。
平顶山电子技术学校
25
华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
IRQ
（
INTE
RRUPTREQUEST
）
：中断请求。外设用来向计算机发
出中断请求信号。
ACPI
电源接口
：是
Pentium
以上主板特有的一种新功能。作用是在管理
电脑内部各种部件时尽量做到节省能源。
AC'97
规范：由于声卡越来越贵，
CPU
的处理能力越
来越强大，所以
Intel
于
1996
年发布了
AC97
标准，它把声卡中成
本最高的
DSP
（数字信号处理器）给去掉了，而通过特别编写
驱动程序让
CPU
来负责信号处理，它工作时需要占用一部分<
/p>
CPU
资源。
温度检测：
CPU
温度过高会导致系统工作不稳定甚至死机，<
/p>
所以对
CPU
的检测是很重要的，
它会在
CPU
温度超出安全范围时发出
警告检测。温度的探头有两种：一种集成在处理器之中，依靠
BIOS
的支持；另一种是外置的，在主板上面可以见到，通常是一颗
热
敏电阻。它们都是通过温度的改变来改变自身的电阻值，让温度检测电路探测到电阻的改变，从而改变温度示数。
此主题相关图片如下：
1
是整合音效芯片，
2
是
I/O
控制芯片，
3
< br>是光驱音源插座，
4
是外接音源辅助插座，
5
是
SPDIF
插座，
6
是
USB
插头，
7
是机
箱被开启接头，
8
是
PCI
插槽，
9
是
AGP4X
插槽，<
/p>
10
是机箱前端通用
USB
接口，
11
是
BIOS
，
12
是机箱面板接头，
< br>13
是南桥芯
片，
14
是
IDE1
插口，
15
是
IDE2
插口，
16
是电源指示灯接头，
17
是清
除
CMOS
记忆跳线，
18
是风扇电源插座，
19
是电池，
< br>20
是软驱插座，
21
是
ATX
电源插座，
22
是内存插槽，
23
是风扇电源插座，
24
是北桥芯片，
25
是
CPU
风扇支架，
26
是<
/p>
CPU
插座，
平顶山电子技术学校
26
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
27
是
12VATX
电源插座，
28
< br>是第二组音源插座，
29
是
PS
/2
键盘及鼠标插座，
30
是
USB
插座，
31
是并
串口，
32
是游戏控制器及
音源插座，
33
是
SUP_CEN
插座。
主板维修系列教材之二
P
C
主
板
基
本
线
路
分
析
顺
达
电
脑
厂
有<
/p>
限
公
司
P
r
e
p
a
r
e
d
b
y
:
y
u
.
x
i
a
平顶山电子技术学校
REV
：
2004.7.6
R03
27
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
目
绪言
……
……………………………………………
3
电路基础知识
………………………………………
3
模拟电
路基础
....................................
................................3
数字电路基
础
......................................
............................10
录
第一章
主板供电
…………………………………
14
第二章
CPU
供电
…………………………………
21
第三章
主板时钟
…………………………………
32
第四章
主要控制信号
……………………………
38
第五章
开机过程
…………………………………
45
附件
< br>…………………………………………………
48
绪
言
主
板也称主机板
,
是安装在主机机箱内的一块电路板
,
上面安装有电脑的主要电路系统。主板的类型和档次
决定着整个微机系统的类型和档
次
,
主板的性能影响着整个微机系统的性能。主板上安装有控制
芯片组、
BIOS
芯片和各种输入输出接口、键盘和面板控制开
关接口、指示灯插接件、扩充插槽及直流电源供电接插件等
组件。
CPU
、内存条插接在主板的相应插槽
(
座
)
中
,
驱动器、电源等硬件连接在主板上。主板上的接口扩充插槽用
于插接各种接口卡
,
这些接口卡扩展了电脑的功能。常见接口卡有显示卡、声卡等
。
主板发展到今天
已经具有了固定的架构和组成模式。
其复杂的电路基本上集成到一起形成了具有特定功能
的
平顶山电子技术学校
28
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
模块。
这些功能模块具有统一的规格和参数标准。
本文通过对主板基本功能模块的工作原理和工作必备条件的分
析，了解计算机的基本
工作过程。
主板的线路分布和工作原理参照的标准基本一致，我们以
Intel
P4
处理器、
Intel845GV
芯片组、
DDR
内存、
集成网
络子系统和音效子系统的一款
ATX
主板（
Bleford3
）为例进行分析。
(
相关资料见附件）
电路基础知识
第一部分
模拟电路基础
半导体
导电能力在导体与绝缘体之间
的物质叫半导体，半导体的电阻率在
10
~10
欧姆
*mm
/m
范围内。
特点：
1
杂敏性：半导体对杂质很敏感。
2
热敏性：半导体对温度很敏感。
3
光敏性：半导体对光照很敏感。
本征半导体：不含杂质，完全纯净的半导体称为本征半导体。
在一定温度下或一定光照下本征半导体的少数价电子获得足够的能量挣脱共价键的束缚而
形成带单位负电
荷的自由电子，而在原来的共价键上留下相同数量的空穴。所以在半导体
中存在两种载流子，自由电子和空穴。
PN
结
空穴型（
P
型）半导体，是在本征半导体中加入微量三价元素，使之出现较多带正电荷的空穴
电子型（
N
型）半导体，是在本征半导体中
加入微量五价元素，使之出现较多带负电荷的电子
平顶山电子技术学校
1
13
2
P
N
PN
结
29
华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
PN
结，在
P
型和
N
型半导体结合面的两侧形成的一个特殊的带电薄层。由于扩散运动，
P
区的空穴进入
N
区与电子结合，
N
区的电子进入
P
区
与空穴结合，于是在临近界面的
P
区出现带负电的离子层，在临
近界面的
N
区出现带正电的离子层，
这
样在交界面两侧形成一个带异性电荷的薄层，
称为空间电荷区。
空间电荷区中的正负
离子形成了一个空间电场，称为内电场。
PN
结特性
PN
结正向偏置即
P
区电压高于
N
区电压时，外电场与内电场方向相反，削弱了内电场，空间电荷区变
窄，
扩散电流加强。
PN
结对正向偏置
呈现较小电阻，
PN
结变为导通状态。
PN
结反
向偏置即
P
区电压对于
N
区电压时，外电场与内电场方向相同，加强了内电场，空间电荷区变宽，
无扩
散电流，只有微小的漂移电流。
PN
结对反向偏置呈现高电阻，
PN
结变为截止状态。
平顶山电子技术学校
30
变窄
P
N
变宽
P
N
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
二极管
在
PN
结两侧的中性区各引出金属电极就构成
了最简单的半导体二极管。半导体二极管也叫晶体二极管，简
称二极管。接
P
型半导体的为
二极管具有单向导电特性，
但当反向电压大到一定数值后二极管的反向电流会突然增加，
这叫击穿
现象。
利
用击穿时通过管子的电流变化很大而管子两端的电压几
乎不变的特性，可以实现稳压，这就是稳压二极管。
三极管
（
Transistor
）
半导体三极管又称双极型晶体三极管（简称晶体管）
，由两个相距很近的
PN
结构成。具有三个电极叫发射
极（
Emitter
）
、基极（
Base
）和集电极。按
PN
结的组合类型有
PNP
型和
NPN
型。
正极，接
N
型半导体的为负极。符号如图：
＋
D
－
＋
D
Z
－
集电区
基区
发射区
P
集电极
c
N
P
发射极
e
基极
b
集电结
发射结
集电极
c
N
P
N
发射极
e
基极
b
c
b
平顶山电子技术学校
e
PNP
型
符号：
c
NPN
型
31
b
e
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
三极管特性
物理结构特性：
1
发射区杂质浓度远大于基区杂质浓
度，以便于有足够的载流子供发射；
2
集电结的面积比发射结的面积要大，以便于收集载流子；
3
基区和薄，杂质浓度很低，以减少载流子在基区的复合机会。
电路应用特性：
1
放大：发射结正偏，集电结反偏，
集电极电流仅受基极电流控制。
2
截止：发射结为零偏和反偏，集电结为反偏，晶体管相当于断开的开关。
3
饱和：发射结和集电结
都处于正向偏置，管压降很小，晶体管相当于闭合的开关，如同短路状态。
三极管三种基
本放大电路形式
c
c
b
e
b
e
共發射極共
c
e
集電極
b
平顶山电子技术学校
32
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
共基極
場效應管（
FET
< br>，
Field-effect
transistors
）
FET
是
用電場效應來控制固體材料導電能力的有源器件，所以是一种压控电流型器件，改变其栅源电压就
可以改变其漏极电流。
和普通半導體三極管的區別：電壓控制器件，只有一種極性載流子，稱為單極型晶體管，
半導體三極管稱為
雙極型晶體管。
場
效應管分為：結型（
JFET
）和絕緣柵型（
< br>MOSFET
）兩種。
结型场
效应管分為
P
沟道和
N
沟道，以
N
沟道为例說明结型场效应管的结构：
两个
PN
结夹着一
个
N
型沟道。三个电极：
g
：栅极、
d
：漏极、<
/p>
s
：源极
符号：
g
d
-
g
-
d
-
s
P
沟道
-
s
N
沟道
-
-
结型场效应管的基本特性：
輿半導體三極管一樣場效應管的工作也分為四個區
a
）可变电阻区（導通區）
。
b
）恒流区也称饱和区（放大區）
。
c
）夹断区（截止区）
。
d
）击穿区。
夹断电压
UP
——
使导电沟道完全合
拢（消失）所需要的栅源电压
uGS
。
绝缘栅型场效应管
( Metal
Oxide
Semiconductor FET)
，简称
MOSFET
，也叫金屬氧化物半導體场效应管。分为：
增强型
?
N
沟道、
P
沟道
耗尽型
?
N
沟道、
P
沟道
平顶山电子技术学校
33
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
结构
:
4
个电极：漏极
D
，源极
S
，栅极
G
和
衬底
B
。
<
/p>
1.N
沟道增强型
MOSFET
和
N
沟道耗尽型
MOS
FET
符号：
-
d
g
-
g
d
-
-
-
s
b
-
-
-
s
b
N
沟道增强型
MOS
管的基本特性：
uGS
＜
UT
，管子截止，
uGS
＞
UT
，管子导通。
uGS
越大，沟道越宽，在相同的漏源电压
uDS
作用下，漏极电流<
/p>
ID
越大。
开启电压（
UT
）
——
刚刚产生沟道所需的
栅源电压
UGS
。
2.N
沟道耗尽型
MOSFET
特点：
当
uGS=0
时，就有沟道，加入
uDS
，就有
i
D
。
当
uGS
＞
0
时，沟道增宽，
iD
进一步增加。
当
uGS
＜
0
时，沟道变窄，
iD
减小。
夹断电压（
UP
）
——
沟道刚刚
消失所需的栅源电压
uGS
。
3.P
沟道
MOSFET
的工作原理与
N
沟道
MOSFET
完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。
这如同双极型三极管有
NPN
型和
PN
P
型一样。
FET
< br>放大电路也有三种组态：共源、共漏和共栅。
-
d
g
g
-
d
b
-
-
-
s
-
-
-
s
< br>b
平顶山电子技术学校
34
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
第二部分
数字电路基础
1
進制转换
1.1
十進制（
decimalism
）
轉換成二進制（
binary
）
如下例﹕
100
（
DEC
）轉換成
BIN
1
2
4
8
16
32
64
128
﹒﹒﹒
2
?
0
2
?
1
2
?
2
2
?
3
2
?
4
2
?
5
2
?
6
2
?
7
0
0
1
0
0
1
1
0
其結果為﹕
1100100
1.2
二進制（
binary
）轉換成十六進制（
h
exadecimal
）
如下例﹕<
/p>
1100100
（
BIN
）轉換成
HEX
其轉換結果﹕
0
1
1
0
0
1
0
0
補位
64H
2
邏輯門電路
2.1
同
向
器
6
（跟隨器）
同向器真值表如右﹕
2.2
反向器
4
A
B
A
B=A
0
B
0
1
1
A
A
平顶山电子技术学校
B
B
B=A
0
1
1
0
35
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
反向器真值表如右﹕
2.3
与門（
AND
）
A
B
C
C=A?B
与門真值表如右﹕
2.4
与非門（
NAND
）
A
C
C=A?B
B
与非門真值表如右﹕
2.5
或門（
OR
）
A
B
C
C=A
＋
B
或門真值表如右﹕
2.6
或非門（
NOR
）
A
B
C
C=A
＋
B
或非門真值表如右﹕
平顶山电子技术学校
A
B
C
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A
B
C
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
A
B
C
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
A
B
C
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
36
华硕主板
-------
图解公司内部文件
-2010.6.6
2.7
异或門（
XOR
）
A
B
C
A
C
C=A
?
B
0
0
0
B
0
1
1
1
0
1
异或門真值表如右﹕
1
1
0
2.8
异或非門（
NOR
）
A
B
C
A
B
C
C=A
?
B
0
0
1
0
1
0
异或非門真值表如右﹕
1
0
0
1
1
1
2.9
CMOS
与非門及或
V
DD
非門電路
TP
TP
Y
A
TN
B
平顶山电子技术学校
TN
37
华硕主
板
-------
图解公司内部文件
-
2010.6.6
圖
与非門
圖
或非門
V
DD
T
P
A
B
T
N
T
P
Y
第一章
主板供电
1.1
主板工作必备条件
计算机由各个部件
组成，
其中主板是最关键的一个部件。
主板要正常工作，
必须各个功能模块即子系统都工
作在正常情况下。
每个功能模块正常工作的主要必备条件大致有
3
个：
正常稳定的工作电压、
稳定精确的时钟信
号和
正确的控制信号。
1.2
主板供电
P4
电源通过主板电源插槽供给主板的电源在正常工作情况下有：
平顶山电子技术学校
38
-
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-
-
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-
-
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