由于計算機效能不斷的推陳出新，愈來愈多的功能被整合到計算機中。因此，計算機的處理量與日俱增，這些資料包含多媒體數(shù)據及3D動畫資料。為了滿足大量的數(shù)據處理需求，愈來愈多的芯片組被放入主機中，同時，CPU及芯片組的工作頻率也不斷提高。更多的芯片組及更快的時鐘頻率意味著更多熱量的產生。

對于筆記本電腦，用戶除了要求系統(tǒng)具有更好的效能外，在外觀上，還要求輕、薄、小，這是設計人員所面臨的另一挑戰(zhàn)。在有限的空間內，如何耗散系統(tǒng)所產生的熱量是一個棘手問題。如何兼顧系統(tǒng)效能、系統(tǒng)舒適度 (包括筆記本電腦外殼的溫度、風扇旋轉所產生的噪音)、及系統(tǒng)運行時間，是筆記本電腦設計的一個重要課題。

筆記本電腦中需要監(jiān)測溫度的組件

圖1為筆記本電腦的典型系統(tǒng)框圖，CPU為系統(tǒng)中最大的熱源，目前筆記本電腦普遍使用的Intel Dothan處理器其瞬間最大功耗約為37W，AMD Athlon處理器其瞬間最大功耗約為35W至40W，Intel下一代Merom處理器的瞬間最大功耗將高達50W。CPU是計算機中溫度檢測的重要目標。目前，無論是Intel或AMD的CPU，CPU內部都含有提供遠程溫度檢測用的二極管，以提供溫度傳感器，直接檢測CPU內部管芯的溫度，并對其進行精確的溫度控制。


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圖形處理芯片 (GPU) 是除了CPU之外，系統(tǒng)中的另一個重要的熱源。由于液晶顯示器分辨率的增高，圖形處理芯片的數(shù)據處理量也大大增加，為了讓圖形處理芯片可靠工作，目前普遍使用的圖形處理芯片，也和CPU一樣，均內含提供遠程溫度檢測的二極管，以便直接檢測圖形處理芯片內部管芯的溫度，并對其進行溫度控制。筆記本電腦中，其它可能需要進行溫度檢測及控制的組件還包括DDR內存、硬盤和光驅。溫度檢測的目地是讓筆記本電腦的嵌入式微控制器能對筆記本電腦作適當?shù)碾娫垂芾砑盁峁芾�。精確可靠的溫度檢測在筆記本電腦的應用上具有下列優(yōu)點：

一. 精確的溫度檢測能讓系統(tǒng)發(fā)揮最高的效能：當組件實際溫度并未到達系統(tǒng)降頻的臨界點時，因為溫度傳感器檢測誤差，可能使系統(tǒng)降頻動作提早發(fā)生，這會使系統(tǒng)無法發(fā)揮最大的效能。

二. 精確的溫度檢測能降低系統(tǒng)噪音并延長計算機電池使用時間：如果溫度傳感器的檢測溫度高于系統(tǒng)實際溫度，將造成風扇提早運轉，或風扇轉速比實際需求高，這將造成系統(tǒng)不必要的風扇噪音及功耗。

三. 精確的溫度檢測能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加產品競爭力：如果溫度傳感器的檢測溫度低于系統(tǒng)實際溫度，可能在系統(tǒng)實際溫度已到達降頻臨界點時系統(tǒng)仍然保持較高的工作頻率，從而造成系統(tǒng)癱瘓甚至損壞。此外，精確的溫度檢測允許系統(tǒng)使用最小的散熱模塊，如此可以降低散熱模塊成本，增加產品競爭力。

筆記本電腦常用的溫度傳感器

熱敏電阻和集成溫度傳感器是筆記本電腦常用的兩種溫度傳感器，以下我們將探討這兩種溫度傳感器的工作原理及使用。

熱敏電阻

熱敏電阻按溫度對電阻特性變化一般可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻、負溫度系數(shù)熱敏電阻及臨界溫度系數(shù)熱敏電阻。正溫度系數(shù)熱敏電阻及臨界溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻特性會在特定溫度發(fā)生急劇變化，適合用于定溫度檢測或限制在較小的溫度范圍內。負溫度系數(shù)熱敏電阻主要為氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物的復合燒結體，這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，當溫度較低時，半導體內的電子-空穴對兒數(shù)目較少，因此電阻較高。當溫度升高時，熱敏電阻內的電子-空穴對兒數(shù)量增加，因此導電率增加，電阻值下降。圖2為典型負溫度系數(shù)熱敏電阻特性曲線，電阻和溫度之間的關系式如下：

R0、R 分別是環(huán)境溫度為T0、T(K) 絕對溫度時的電阻值。B是熱敏電阻的常數(shù)，B常數(shù)通常介于2500K至5000K范圍內。

圖3為典型負溫度系數(shù)熱敏電阻的應用電路。利用筆記本電腦嵌入式微控制器的模數(shù)轉換器 (ADC) 所讀到的電壓值推算出NTC的電阻值，因而推算出環(huán)境溫度。利用負溫度系數(shù)熱敏電阻測量溫度時誤差很大，誤差來源包括NTC本身的誤差、提升電阻的誤差、偏壓電源 (VCC) 的誤差、ADC的誤差及測量噪聲所造成的誤差。從成本考慮，如果只考慮負溫度系數(shù)熱敏電阻本身的價格，這是一個廉價的解決方案。但若把偏壓電路和額外的ADC成本一并考慮進去，成本可能增加。



集成溫度傳感器

集成溫度傳感器是目前筆記本電腦普遍采用的溫度傳感器，具有精確度高、響應速度快、體積小、功耗低、軟件界面控制方便等優(yōu)點。圖4為典型集成溫度傳感器框圖。溫度檢測的主要機制為集成溫度傳感器內部的電流源和ADC，集成溫度傳感器的工作原理是利用半導體PN結正向壓降在不同的溫度