(Tutorial) Que tipo de Mosfet encontramos en una motherboard de Notebook?

Hay 5 tipos de MOSFET que podemos  llegar a encontrar en una placa de Notebooks.

1. MOSFET canal P
2  MOSFET canal N
3. MOSFET Dual  de canal P
4. MOSFET Dual de canal N
5. MOSFET Dual de canal N y P

Una forma sencilla de identificar si es canal P o N es viendo el último número que tiene en su código… Si este es Impar es un MOSFET Canal P y si es Par de Canal N .... Esta regla funcion en el 99% de las veces..
Igual siempre si es un Mosfet que no tenemos muy visto o tenemos alguna duda es recomendable de buscar en su Datasheet!! 

AO 4433 vistazo al extremo de marcar el número de código es un número impar (3) Este es de canal P 

Otro ejemplo: AO 4407 (7) es impar, este es de canal P también 

AF 4825-AM 3423-FDS 6679-SI 4835 ETC Otro ejemplo: AOD 4466 

Mirar el último número del código que es un (6) Seria entonces un MOSFET de Canal  N  y que podría sustituir por otro de canal N incluso diferente fabricación y el código.

Otros ejemplos MOSFET de canal N:  Si4800 este Mosfet es muy común encontrarlo en varias fuentes dentro de una placa.

Ahora prestar bien atención con esto!!

ATENCION.....         ATENCION....     ATENCION.....         ATENCION....    ATENCION.....         ATENCION....

El MOSFET que sigue también tiene como denominación 4800 pero es Ao4800 y es un Mosfet dual canal N o sea que dentro del encapsulado tenemos dos Mosfet canal N a diferencia del anterior que es un Mosfet solamente de canal N.

Por eso es muy importante mirar bien o el diagrama esquemático de la placa o la hoja de datos del fabricante para saber de qué componente se trata!!!

El que encontramos con menos frecuencia es el MOSFET Doble canal  N & P pero tenemos que tener cuidado a la hora del reemplazo de no cometer el error de colocar uno que no sea canal N-P

Aquí en el mismo encapsulado tenemos 2 Mosfet de distinto canal y hasta puede variar voltaje y amperaje entre ellos!

Otro encapsulado muy común que vamos a encontrar con seguridad es el  MOSFET (SO3) de canal P y N. El  3 significa que tienen 3 pines. 

Cómo funciona básicamente un Mosfet? 

Un Mosfet conmuta dejando pasar un voltaje a través de él cuando  cuando su puerta es excitada. Digamos que son llaves electrónicas.  

Cuando un Mosfet por su puerta (Gate), recibe un voltaje internamente se crea un canal que une Fuente-Drenador  Drenador-Fuente. 

La magnitud del voltaje que necesite para excitar la puerta de un Mosfet va a depender en primera medida de el timo de Mosfet que sea.  
Si es un Mosfet de canal P su Puerta se excita al recibir un voltaje menos positivo que la Fuente.
Para un Mosfet de canal N su Puerta se excita al recibir un voltaje mas positivo que la Fuente. 

Cómo comprobar su funcionamiento de forma práctica?

Lo ideal es hacerlo en la misma placa. Las primeras mediciones las haremos con la placa energizada midiendo del lado que ingresa un voltaje, (un mosfet permite el paso sin hacer diferencia si entra por Drenador o Fuente, solo crea el canal para que los electrones lo atraviesen). Lo que tengamos en un extremo si el mosfet tiene el voltaje de excitación correcto en su puerta este lo dejara pasar. 

Así que usando un Multimetro en escala de voltaje mediríamos si tenemos estos voltaje por ejemplo como vemos en la imagen... si fuera un mosfet de canal N y estamos ubicados también en esta parte de la placa en su puerta tendríamos un valor de casi 10 voltios mas que los que tiene la fuente. Esto puede variar dependiendo del lugar y el tipo de trabajo que esta realizando el mosfet. 

Ahora también tenemos que tener en cuenta que un mosfet por lo general tiene un diodo interno que dependiendo como el fabricante lo dispuso en la placa nos dejara pasar un voltaje. 

Si el voltaje que tenemos en o que seria la entrada es como vemos en la imagen unos 19V y teniendo en cuenta que como vemos ingresa del lado del Drenado, vemos que aunque la puerta no se excitara por el lado de la Fuente tendríamos un voltaje pero si lo medimos bien veremos que es un voltaje un poco menor si es el voltaje que solo lo atraviesa el diodo. Si fuera el caso este del lado de la fuente tendríamos unos entre 18.4v a 18.8v dependiendo un poco de que tipo de diodo interno tiene pero si va a ser un poco distinto este voltaje que el que ingresa, esto no estaría diciendo que la puerta no esta excitada y ese voltaje es solo el que atraviesa por el diodo. Este voltaje no lo podríamos estar usando para encender el equipo ya que a través de este diodo no podría pasar los aperes necesarios para que funcione el equipo. 

Volviendo a las mediciones y ahora sin un voltaje presente, usando el multimetro en escala de continuidad o sea en escala sonora buscaremos si el mosfet nos muestra un corto entre Fuente y Puerta y entre Fuente y Drenador ademas de revisar si su diodo interno esta operativo. 

Ante una falla en esta medición ahí si lo tendríamos que retirar de la placa y hacer las mismas mediciones Tanto en el mosfet como en la placa donde este estaba. 

Muchos colegas utilizan la prueba de medir si el mosfet se activa o no usando el multimetro pero tengan en cuenta que estas pruebas no son concluyentes ya que muchas fallas recién se manifiestan cuando el mosfet esta trabajando con potencia. 

Ahora que mirar a la hora de un reemplazo por otro que no sea el mismo?

Aquí siempre aparecen montón de datos que tienes que saber descartar e ir a lo que te interesa, en el caso de los Mosfet es por lo menos necesario saber:

- El voltaje entre Drenador y Surtidor (VDS) en este caso son 30V

- La corriente medida en Amperes que es capaz de soportar. 

- El umbral de cuando la puerta comienza a crear el puente. (este punto es muy importante cuando el mosfet esta trabajando en zonas de la placa donde solo va a ser excitada su puerta en el umbral de dicho mosfet). 

- Y lo más importante!! Saber de qué tipo de canal es N o P

Algo a tener en cuenta y no solo para los mosfet... antes la menor duda del funcionamiento reemplacen el componente.

  Espero que estos datos les sea de ayuda sobretodo en este componente tan importante y propenso a traer  tantas fallas en los equipos! 

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Alejandro Santale

(Tutorial) Fuentes Always "Primera parte basica"

Esta primera parte es básica y apunta a los colegas que recién empiezan y que tienen poca idea de básicamente como funciona una fuente sincronizada de las que podemos encontrar en la placa de una portátil! 

En una segunda entrega voy a hablar de las señales, de las fallas que pueden tener y profundizar un poco mas sobre como en realidad se generan los voltajes de salida.

Una placa de motherboard de portátil tenemos varias fuentes internas que alimentan distintas zonas de la placa en determinado tiempo. Estas Fuentes las podemos dividir en dos grandes grupos… 

En el primer grupo tenemos dos sistemas o fuentes importante y que serían las que están activas desde el momento que se alimenta la placa y sin que toquemos nada. El circuito denominado Charger o Cargador que como su nombre indica se encarga de cargar la bateria y estaria ubicada como la primer fuente después del jack o pin de carga. 
y la segunda fuente de importancia sería la que se encarga de la alimentación de prácticamente toda la placa llamada fuente de tensiones Always o la traducción  Siempre Presentes ya que esta alimentación  tienen que estar presente para que el equipo empiece a funcionar. después podemos encontrar variaciones si está a su plena potencia o si primero tenemos una mínima potencia solo para las partes críticas hasta que se presione el botón de power. Esto varia por la arquitectura de la placa.

En el segundo grupo se encuentran las fuentes que entregan las alimentaciones que alimenta zonas específicas en momentos específicos  y activadas en secuencias llamadas Tensiones Secundarias... que empiezan aparecer una vez que la máquina pasa del estado reposo al de encendido o sea cuando presionamos el botón de power.

Todas tienen suma importancia y sin ellas la portátil no podría funcionar con excepción del el Charger que podríamos anularla y solo dejaría de cargar la batería pero la máquina seguirá funcionando, cualquiera de las otras fuentes que por problemas dejen de funcionar automáticamente el equipo presentara una respuesta desde no tener video a directamente no encender. 

Dentro de las del primer grupo como dije antes, esta las Tensiones Always y se define de importante porque prácticamente alimenta con sus dos tensiones 3.3V y 5V toda la placa y a otras fuentes que usarán estos voltajes para generar otros voltajes iguales o menores con diferentes potencias que alimentarán otras partes de la placa o algún periférico.

Esta fuente es la que vamos hablar, es una fuente que por su exigencia de trabajo causa muchas fallas junto con la fuente Charger. 

En la mayoría de portátiles antiguas y no tanto esta fuente Always  está activa al 100% desde el momento que está alimentada ya sea por la batería o el cargador externo. En las maquinas mas modernas podemos encontrar como mencionen antes que tengamos una especie de pre-Always con una potencia muy baja para alimentar solo las zonas necesarias como el boton de power, el EC o alguna de las bios y  entran a trabajar al 100% cuando presionamos el botón de power si no pueden estar entregando estos voltajes de 3.3V o 3.3V y 5V dependiendo de la configuración de la placa y el tipo de microcontroladores que tiene. 

Esta fuente como la que vemos en la 1° imagen de un esquemático de una HP CQ40 ..

Puede cambiar el tipo de IC controlador pero el funcionamiento y los componente que encontremos en esta fuente va a ser similares en la mayoría de las placas independientemente del fabricante.

La 2° imagen es el mismo IC pero mostrado en la hoja de datos del fabricante y noten que la distribución de los componentes asociados es prácticamente la misma a la del fabricante de la placa.

En el centro el IC y si prestamos atención veremos que lo que vemos a la derecha es igual a lo que vemos a la izquierda eso es porque este integrado se divide internamente en dos partes iguales controlando de forma independiente las dos alimentaciones. 

Ahora detengámonos un poquito aquí.. Esa similitud de derecha a izquierda en componentes en el resultado final nos está entregando un voltaje a la izquierda de 3.3V y a la derecha de 5V a una máxima potencia que puede llegar hasta con picos máximos de 6A. 

Y como lo hace?... Bueno sin entrar en una explicación muy académica pero que se entienda fácil...

Veamos la imagen 3°

Es la mitad del primer esquema y es donde se obtienen los 5V que si entendemos este lado el otro lado de los 3.3V es completamente similar..

Veamos el recuadro rojo.. Es donde sucede todo lo importante… está compuesto en este caso por 2 Mosfet, una bobina y un capacitor.
Hago un pequeño paréntesis... En este caso tiene estos componentes, se puede dar el caso de que tenga más Mosfet, que tenga un Mosfet doble pero el funcionamiento va a ser el mismo lo que cambia que, sí tiene más Mosfet por lo general va a entregar más potencia.. Eso lo podemos ver en la fuente que alimenta el MICRO que podemos encontrar 3 a 6 Mosfet... Sigamos!

Como decía tenemos 2 Mosfet y si vemos en él de arriba está alimentado con los 19v en este caso del mismo voltaje de cargador pero puede ser menor el voltaje si esta solo con la batería… Los Mosfet básicamente trabajan en este caso como llaves muy rápidas que solo van a estar abriendo y cerrando con pulsos que  le indique el IC  TPS51120. La velocidad puede ser mayor a las 300.000 veces por segundo pudiendo llegar a más de 600.000. Turnándose con el segundo Mosfet que está a masa y en conjunto con la bobina y el capacitor se obtiene de los 19v un voltaje final en este caso de 5v. 

En el caso del lado de los 3.3V la cantidad de veces que se abre y cierra las llaves (Mosfet) va a ser tal que el resultado final nos va dejar obtener un voltaje con potencia de 3.3V. El mismo IC controla la salida todo el tiempo y va haciendo correcciones. 

Si vemos en el esquema primero hay una diferencia de componentes del lado de los 3.3V con respecto a lado de los 5V.. Parecería que tenemos un solo Mosfet… en realidad es un solo encapsulado pero dentro de este hay 2 Mosfet igual que del lado de los 5V.. Eso depende del fabricante de la placa en usar determinados componentes pero lo importante que el funcionamiento de los dos lados es similar independiente de la cantidad de componentes.

Ahora que entendimos básicamente  como se generan estos voltajes vamos un poco más allá y veamos cómo se activan y cómo se controlan estos voltajes!

Veamos la imagen 4°

Vemos varias conexiones de este IC!! No vamos hablar de todas pero mencionaremos las relevantes! 

La pata 16 y 15 es por donde se alienta este IC usando la alimentación general que como dije puede ser entre los 19V que entrega el cargador a lo que nos de la batería. 

La pata 13 es la encargada de activar al IC o sea de darle la orden de empezar a trabajar.

Las patas 10, 12, 19 y 21 de habilitar a los Mosfet para que trabajen en secuencias proporcionando el tren de pulsos a sus gate.

La pata 2 y 5 controlan la salida de cada lado y cualquier variación de esta se  informa al IC para que este haga la modificación se apague si detecta algo fuera de los límites establecidos.

La pata 23 está en comunicación con el controlador que puede ser el EC como en esta placa y si hay algo fuera de lo normal el EC toma las medidas necesaria apagando el resto de las fuentes para evitar daños mayores.

En la pata 8 y 17 este IC nos entrega por un regulador interno una salida de 3.3V y 5V pero de baja potencia. Este voltaje es utilizado como dije más arriba para alimentar zonas esenciales de baja potencia y así ahorrar energía y que la batería nos dure más tiempo... Y en el momento que se presione el botón de power encender  la fuente y pueda alimentar con toda su potencia el resto de la placa.

Digo patas pero este IC tiene un encapsulado donde no tiene patas sino contactos.

En principio es como funciona esta fuente que es muy similar al funcionamiento de la mayoría de las fuentes secundarias o auxiliares que encontramos en la placa de cualquier portátil. 

En el curso que está próximo a salir explicaremos mas en detalle del funcionamiento de estas fuentes y las fallas que suelen tener, como buscarlas y repararlas. Cómo reemplazar mosfet que no tenemos el mismo... y muchos otros Tip.
Para información del curso por favor mande un mail a info@santale.com.ar

Alejandro Samtale

Guía rápida de que mirar en una placa Samsung NP300-E4C

En esta oportunidad solo utilizando un Multímetro o Tester y teniéndola alimentada en lo posible con una fuente de laboratorio se mostrara los distintos valores que se tienen que presentar en la placa si esta estaría funcionando bien.

Las mediciones que se muestran aquí se realizaron con la placa sobre el banco de trabajo, funcionando sin problemas.

Estas placas como la mayoría de la marca Samsung! tiene la particularidad de no estar serigrafiadas complicando un poco las cosas sobre todo si alguien con poca experiencia intenta entender o encontrar las distintas fuentes.

Primer punto sobre todo para los más novatos! Fijarse bien donde apoyan la placa si la van a tener conectada y sobre el banco de trabajo... yo por norma siempre uso una plancha de goma eva  que me ayuda a trabajar seguro por un lado de que cuando desarmo un equipo no se raye ni se marque y por el otro lado cuando coloco como en este caso las placas no tenga problemas de corto alguno..

Con este aporte se trata solamente de guiarlos un poco!! 

Estos valores se obtienen ya con la maquina encendida. 

En la imagen que sigue se saco de una hoja de datos del fabricante del IC BQ24735 que seria el encargado de la carga de batería o sea la fuente Charger!  están puesto los valores de voltaje obtenidos después que la maquina se encendió.

 

Compárenla con la que sigue que es del Diagrama Esquemático de la placa y verán la similitud eso esta bastante bueno ya que muchas veces no podemos encontrar el diagrama de la placa y la hoja de datos del fabricante del componente nos puede ser muy útil! 

Ahora bien.. cuando conectamos el cargador ya la placa esta alimentada en ciertas zonas para asegurarnos de que cuando toquemos el botón de power esta encienda pero los fabricantes de placas cada vez buscan de ahorrar lo máximo de energía así que siempre va a estar alimentado lo justo y necesario!

En esta placa va a tener alimentación el botón de power, el controlador EC, la memoria eeprom principalmente. Esta alimentación se saca de el IC51127 que es el que esta pegado a la pila del setup.

 

pero a diferencias de otros equipos no vamos a tener los 3,3v y los 5v a máximo poder sino que el mismo IC nos va a suministrar estos voltajes a un bajo amperaje solo para mantener vivas estas zonas y ese voltaje salen de la pata 8 y 17 como se ve en la siguiente imagen!

En la imagen que sigue se ve la secuencia de las distintas fuentes de la placa.

La primeras dos alimentaciones son las que están antes de tocar el botón de power las otras empiezan a funcionar cuando se presiono el boton y estas lo harán de forma de secuencia y donde en la secuencia se detecte un problema automáticamente se apagan todas las fuentes para autoproteger el equipo..

Esta maquina en estado de espera o sea antes de tocar el botón de power el consumo si lo medimos con la fuente de laboratorio es de 9 a 10mA sin la batería puesta claro... si fuera mayor a esto tenemos problemas seguro entre el jack y el sistema  charger.

Si es mucho menor o nulo podemos tener problemas entre el jack y el sistema charger o un corto importante en alguno de los primeros mosfet de las distintas fuentes o algún capacitor en corto que seria de gran ayuda contar con la fuente de laboratorio para poder identificar rápidamente el problema.

Aclaro que la mayoría de las veces se suele encontrar relativamente rápido el culpable de algún corto pero también hay que decir que muchas otras veces se van a topar con cortos difícil de encontrar sobretodo si recién empiezan. 

Interpretar los indicios al desarmar un equipo sin vídeo!!

Como saber cuándo sospechar si el problema la falta de vídeo de la portátil que estamos diagnosticando es por problema del chip o causa de otro problema en la placa.!!

Una buena pista que nos puede decir problemas de grafico o PN es que al levantar el disipador vemos que los pad térmicos o la grasa conductora de calor está muy seca.. Quebradiza.. o muy dura.. Esto nos indica que estuvo trabajando a temperaturas más altas de lo que tendría que ser en un periodo largo

Si contamos con fuente de laboratorio también esta nos puede dar una buena idea por el consumo que indica si el problema es de video o de BIOS. Claro que ya para poder usar estos datos ya uno tiene que tener un poco de experiencia y eso la da el tiempo y el caudal de equipos que vemos por día!

Voy a comentar algo que la experiencia de ver tantos equipos me ayudo a interpretar al diagnosticar un equipo con este problema. Esta observación es aplicable a cualquier placa y va a depender también de los antecedentes de equipo… ej. Una HP DV4 AMD sin vídeo y con los indicios que comente recién problema de chipset 90% de las veces. 

Esta placa que ven en las imágenes corresponden a una placa Intel con un chip de vídeo dedicado AMD (chip Gráfico), 

Si observan las demás imágenes verán cómo se deterioró el pad térmico haciendo que ya no cumpla su función de crear un puente para que el calor se trasmita al disipador. 

Que es lo que sucede que hace deteriorar más los pad térmicos, las soldaduras y hasta el mismo chip?

Bueno… estos chip por la tarea asignada ya están predispuestos a trabajar a una temperatura alta lo que en electrónica ya de por si esto es malo… pero nosotros muchas veces ayudamos a que esto sea más desastroso usando los equipos en lugares poco ventilados o sobre la cama, las piernas, manteles, etc., provocando que haya menos circulación de aire aumentando más la temperatura por periodos cíclicos esto ayuda a que se produzca un estrés térmico en las soldaduras del chip, que les recuerdo que este tipo de chip esta soldado a la placa por medio de micro esperas todas por debajo… estas esferas están compuestas de aleaciones muy rígidos a diferencia de las maquinas antiguas que contaban con soldaduras a base de estaño-plomo que eran mucho más maleables. 

Estos nuevos compuestos de estaño sin plomo son como dije más rígidos y por ende más quebradizos hacendó que se generen cortes en las esferas haciendo que se produzca un mal contacto y generando que esa soldadura se recaliente y ese calor se trasmita a todo el chip empeorando el resto de las soldaduras y provocando un desastre en cadena que al tiempo se transforma en la falta de vídeo y o la destrucción del chip.

Por lo general las placas AMD suelen tener muchos más problemas de estrés térmico con el deterioro de las soldaduras que las placas Intel aunque ya realice varias placas Intel modernas que están teniendo el clásico falta de imagen y hay que terminar haciendo un Reballing, (método que se le denomina a la extracción del chip colocación de nuevas bolitas de soldadura y nuevamente soldado a la placa), para que vuela a funcionar y dentro de los valores de temperatura acorde al tipo de chip. 

Para un buen rendimiento del equipo y obtener los mejores resultados tanto del trabajo como de la garantía de que el equipo va a responder muy bien por unos cuantos años más hay que hacer un Reballing usando insumos de calidad y equipamiento acorde para la tarea.. Cosa que lamentablemente para el cliente final no pasa siempre!!!

Y también el usuario tiene que saber que un buen uso del equipo asegura una duración mucho más larga!! Hacerle un mantenimiento preventivo de limpieza a la parte de refrigeración y cambiar los pad térmicos por lo menos una vez al año ayuda mucho. No usar el equipo directamente sobre un acolchado o mantel.. Siempre poner algo rígido por debajo para asegurar que no se obstruya la refrigeración

Alejandro Santale