台科大機械工程系碩士班（一般生）畢業，目前在產業界擔任韌體工程師的學員（目前正在我開的團體課程學 嵌入式Linux系統建置）
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近期我在台北 自強基金會 開的 團體課:
1. [台北假日班]【適合非電機電子科系背景學員的電子電路入門】使用Tinkercad平台學習電子電路原理與實作
https://iws6645.pixnet.net/blog/post/347570356
2. [台北班]ARM Cortex-M based MCU嵌入式單晶片微控制器韌體開發(基礎)(自備NB)
(這門有可能會延期到9月13開課，因前面有課程)
我於8月份開在 自強基金會（台北分部）的基礎電子電路課程 (後面還會有另一門ARM Cortex-M4 based STM32 MCU韌體基礎課程)
🎉🎉🎉熱烈招生中🎉🎉🎉
歡迎有興趣的朋友們踴躍報名~~
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[台北假日班]【適合非電機電子科系背景學員的電子電路入門】使用Tinkercad平台學習電子電路原理與實作
✅報名連結➡️ https://edu.tcfst.org.tw/web/tw/class/show.asp?courseidori=14S026
✅課程代碼：
14S026
✅上課時間：
2025/8/16~9/6(六)，每週六，9:00~17:00
✅上課時數：
28 小時
✅上課地點：
台北教育中心(台北市中正區博愛路80號3樓)
✅課程大綱：
1. Tinkercad軟體平台簡介、註冊與操作
2. 直流電與交流電簡介
3. 電壓與電流基本原理+實驗
4. 基本儀器(電表+示波器+電源供應器+訊號產生器)介紹+實驗
5. 電阻、電容、電感簡介+實驗
6. 歐姆定理+實驗
7. 串聯與並聯原理+實驗
8. KCL與KVL 定理 + 實驗
9. 基本分壓與分流定理 + 實驗
10.基本RC與RL電路原理+實驗
11. 二極體元件介紹+實驗
12. 電晶體(BJT、MOSFET)元件介紹 + 實驗
13. 運算放大器(OPA)簡介+實驗
14. 基本交流電路原理觀念簡介
15. 數位訊號與類比訊號之差異
16. 數位電路基本元件: 邏輯閘+實驗
17. 數位電路基本元件: 正反器+實驗
18. 組合邏輯電路與循序邏輯電路簡介
19. 基礎常見電子元件(如: 七段顯示器、Relay繼電器、直流馬達等元件)之基本應用原理+實驗
20. 單晶片微電腦/微控制器(MCU)之應用初探 : Arduino UNO開發板之簡介+實驗
✅報名連結➡️ https://edu.tcfst.org.tw/web/tw/class/show.asp?courseidori=14S026
後面還會有另一門ARM Cortex-M4 based STM32 MCU韌體基礎課程
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適合:
1. 電機電子系畢業，但對於電子電路缺乏基礎的人士。
2. 不熟電路基礎 的 軟韌體工程師 ( MCU/SoC non-OS/RTOS/Linux/Android 底層軟韌體/驅動程式 相關的工程師 ) 。
3. 非電機電子電路背景但有興趣學習的人士。
4. 其餘對於電子電路基礎原理與實驗有興趣的人士。
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#嵌入式系統 #MCU #韌體工程師 #嵌入式系統課程 #微控制器 #韌體工程師課程 #Embedded_Linux #電子電路 #電路基礎 #電子學
#非電機電子科系 #SoC
#基本電學
#電路學
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歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。歡迎電機電子資工本科系學員，也很歡迎非電機電子資工本科系的學員加入學習嵌入式系統技術/尋求轉職成為研發工程師的行列。
孫文良 個人簡歷: https://sites.google.com/view/wenliangsun/
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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
【若需要嵌入式系統技術輔導課程 可來信洽談合作方式: iws6645@gmail.com，亦可先點擊參考這篇介紹文章】
這兩門是由陳老師(同時也是本園區過去的學員)開在 清大自強工業基金會（台北分會）的課程，針對 #非本科系 想 #跨領域 的學員所設計。陳老師過去從水產食品科學系跨領域至電機電子/資訊工程領域，轉到電資工程領域，曾擔任：
- 研究中心韌體研發工程師-----
歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。歡迎電機電子資工本科系學員，也很歡迎非電機電子資工本科系的學員加入學習嵌入式系統技術/尋求轉職成為研發工程師的行列。
孫文良 個人簡歷: https://sites.google.com/view/wenliangsun/
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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
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近期我將開在 清華大學財團法人自強工業基金會 台北分會 開設: 【適合非電機電子科系背景學員的電子電路入門】使用Tinkercad平台學習電子電路原理與實作 課程
很適合沒有電機電子電路背景(如非電資工程本科系出身的朋友，或者是出身於電資工程本科系但背景是偏向純軟體、但又需要用到基礎硬體電路觀念的朋友，例如需要從事韌體程式與軟硬體系統整合之開發者)來學習。
上課時間：2024/8/13(二),8/14(三),8/20(二),8/21(三)共四天 9:00~17:00共28小時
課程課綱詳細資訊與報名網址如下:
https://edu.tcfst.org.tw/web/tw/class/show.asp?tcfst=yes&courseidori=13S085
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歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。
個人簡歷: https://sites.google.com/view/wenliangsun/
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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
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多年前還在讀碩士班時，覺得這本電子電路的書籍(如下圖，來源連結)很不錯(並非刻意幫該書籍打廣告)。雖然後來是以嵌入式系統軟硬體整合開發為主（包含沒有作業系統以及有作業系統的系統軟韌體開發以及周邊電路整合設計），但從高職開始接觸這些始終覺得很有親切感。
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| 來源連結 |
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歡迎各方洽談合作，務實/踏實追求共好。
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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
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參加許多次外商IC設計公司的研討會 以及 使用過這些廠商的IC的經驗，覺得ST以及ADI這類廠商真的完全不只是IC design house ，又或者應該說，IC design house應該就要像這樣。
從許多角度可感受到他們的系統設計能力很強 (從硬體角度就是IC外的那些電路設計相關議題，包含很多類比領域的電路，例如電源電路)，也包含到軟韌體和開發工具鍊，且涵蓋的應用方向領域極廣，相當完整，而且在推廣方面也蠻積極的。
並不是說外國的月亮就一定比較圓，但覺得許多台廠公司真的還有著許多可加強的空間，也希望台廠公司能多重視 系統設計&整合 的能力和人才，否則在大部分的狀況下，真的只能繼續跟在人家後面賺辛苦錢。
從另一方面來說，這或許也反映了不同國家之間的學用落差 & 大學/學術界 狀況的差異。
而目前我個人開設一些嵌入式系統軟韌硬體課程，其目的也是希望能減少台灣的學用落差。
孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
個人簡介: https://sites.google.com/view/wenliangsun/
【若需要嵌入式系統技術輔導課程 可來信洽談合作方式: iws6645@gmail.com，亦可先點擊參考這篇介紹文章】
【這個學習區開設的課程目標是什麼? 要找科技業軟體開發相關工程師工作不是靠名校碩士學歷或者刷Leetcode比較快嗎?】
有些人可能會聽說自己有同學或朋友出身於純軟體背景，在大公司當工程師，也沒有曾經透過架構相對較簡易的MCU去學習嵌入式軟硬體的基本基礎和原理，但也是能去大公司任職工程師的工作。
沒錯，很多大公司主要只看學歷文憑或者工作資歷。但事實上，基礎不紮實的工程師甚多，不少人只了解自身所被分配到的工作範疇，而不一定清楚整個系統的架構，也沒有紮實的理論基礎觀念。
這個園區的課程，沒辦法給你那些大公司喜歡看的表面學歷文憑學位或；也不是教你刷較偏向軟體職務的公司可能考的Leetcode性質白板題的那種課程；也不會教你死背死記資料結構的常見面試題目，然後只為了應付面試時的白板題(那個看ptt科技版的面試考題比較快)。
另外我個人認為，如果是做純韌體或一些嵌入式系統相關的部分，刷Leetcode並不一定很切合實際工作內容(嵌入式系統軟韌體開發的工作也有很多種，例如如果負責周邊裝置驅動程式或韌體，假設有個bug實際上其實是因為電路上的某個零件沒焊上，這種看一下板子和電路圖就能快速解決的問題，但不少純軟體背景又缺乏經驗的工程師總是去查軟體程式碼。或者只是因為不夠懂軟硬體整合而產生的bug，請問刷Leetcode的文化適用於所有軟韌體工作嗎? 有很多嵌入式系統工作，例如一些MCU based的嵌入式系統韌體開發，是韌體和一些電路觀念都必須懂的，不少公司會要求韌體開發人員同時要會設計一些介面電路並與韌體作系統整合性的設計，其實作嵌入式系統軟韌體開發，很大機率時常要去整合硬體系統架構，這些基礎都不是刷Leetcode能得到的，當然也不一定是去讀碩士班洗學歷就能得到，所以建議實際客觀去看實際的職缺所需)
但是這園區的課程可以給你踏實的嵌入式系統軟韌硬體專業相關基礎內容與知識，讓自己知道自己在公司做嵌入式系統軟韌體開發工作到底是在做什麼，以利於視野和長遠發展。這些課程內容主要是想補足大多數學校甚至是產業公司可能都沒辦法仔細教你的那一塊(在嵌入式系統軟韌體開發的方向上)。
如果想去那種只要文憑的公司上班就已經覺得滿足，那確實不一定適合這些課程，建議直接去洗個公司喜歡看的學歷然後死硬的準備傳統面試考題比較快。
這個園區開課不只是想賺錢(以一對一教授專業課程且又可以客製化調整課程內容的狀況來說，目前的收費是真的偏低，重點也是想要真正協助到學員能在產業有長期受用的專業基礎)，能協助到學員實際且長遠的發展(就專業基礎面向來說)，是這個學習區的設立初衷。
註: 再次強調上面提過的內容，嵌入式系統軟韌體的職務也有種類之分。如果是MCU韌體類的職務大多是希望工程師除了具備MCU基礎架構與韌體撰寫能力外，同時也懂一些周邊介面電路甚至有基礎設計能力，這類職務面試時可能會考些基本的電子電路原理，而非leetcode性質的這種較偏向純軟體職務的考法；而如果是較偏向純軟體的Embedded Linux系統(On 網路多媒體類的SoC平台)的軟韌體工程師的職務職缺，因為很多部門主管也是較偏向軟體背景，就有可能會考leetcode性質的東西或者偏向資料結構的考題。但不論哪一種工作職缺，只要是嵌入式系統，學習基礎、有系統軟硬體觀念，我個人認為才是最重要的，過去也曾經看過許多表面上是Embedded Linux系統的bug其實只是基本的硬體電路問題，但是因軟體工程師沒有相關專業知識背景而只知道要去不斷地往軟體程式碼的方向去找問題，導致時間的浪費(就算主管也未必會知道要去懷疑電路)。整體來說，不一定所有公司/單位/職務的面試就會完全符合/切合該職務的工作內容需求。
某些業界公司的軟韌體單位主管通常因為自身比較缺乏稍微跨領域的背景，尤其是有跑OS的產品的軟韌體單位的許多純軟體背景的主管和工程師對於基礎類比和數位電子電路的觀念是完全陌生的，許多這樣的單位的主管只喜歡用自己比較知道的資料結構和OS觀念來考面試者，而聽說現在某些公司的軟韌體單位流行用leetcode題目去面試/篩選應徵者。
但是，這樣的方式真的客觀嗎? 真的符合所有嵌入式軟韌體職缺工作內容之所需嗎?
再舉個例子，以嵌入式系統平台而言，GPIO是再常見不過的周邊(peripheral)單元，如果只是靠leetcode來學習/檢驗面試者，請問下面這張MCU的AP note中的GPIO等校結構圖，有多少純刷leetcode的人能理解其基本原理呢? 其實光是要對GPIO基本應用所作的初始化配置的韌體就需要理解這些了，否則難免會有Bug。而純軟體背景又只刷leetcode的人有辦法理解何謂push pull/open drain/floating這些屬於周邊內部基本常見名詞的基本含意嗎?而 如果只刷leetcode而導致不能理解這些，軟韌體工程師如何能在不完全依靠硬體工程師的協助下獨力發現並解決問題呢? 所以嵌入式系統軟韌體工程師的面試來說，只用純軟體或者只用資料結構、OS等資訊工程系所的傳統學科觀念的角度去學習和篩選面試應徵者，是完全客觀、都符合工作內容所需的嗎? 主管可以都不懂電子電路嗎(包含類比與數位的基本觀念)? 如果周邊的初始配置或者外部電路有小問題時(當硬體工程師也不知道硬體有問題的時候)，例如I2C的pull-up resistor沒接、而內部也沒配置啟用，只有軟體背景有能力解決嗎? 有辦法釐清是軟韌體還是硬體的問題嗎? 需要浪費多少無謂的時間? 大家可以自行思考看看。
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| STM32 AN4899 Application note |
而反過來說，也有不少公司是只有懂上層純軟體(應用程式)和最底層的電路的人，而完全沒有OS觀念。
有熱心網友覺得上一篇和硬體電路基礎相關的技術教學探討文章的內容太硬(https://jimsun-embedded.blogspot.com/2020/12/arduino.html)，並非每個人都具備相關基礎知識，所以他建議可以先列舉出重點。
【若需要嵌入式系統技術輔導課程 可來信洽談合作方式: iws6645@gmail.com，亦可先點擊參考這篇介紹文章】
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有鑑於近年來許多學校師生、maker技術愛好者甚至產業公司都有許多人在拿開源的Arduino板子去作工程應用，但是卻比較少人(尤其是學校師生)藉由這個軟硬體都開源的平台去探討與學習一些軟硬體技術細節。許多人只拿板子來做應用，相當可惜。事實上，因為這是一款軟硬體開源的平台，所以可以從其函數庫的程式碼以及電路設計中去找到很多可以學習專業知識和技術觀念的地方。
小弟不才，希望分享一些內容供讀者們參考
這篇文章來針對板子上的進行簡單的分析/探討/說明/拿手上有的UNO板子進行量測實驗，以一個韌體開發人員對於嵌入式系統發所需的基本硬體觀念來闡述(或許不會太深入講解硬體細節，自己也不是專攻硬體電路的電路專家，過去幾年主要的工作是偏向嵌入式系統軟韌體，對硬體方面比較常接觸的就是一些基本的介面電路)，希望藉由文章讓初學者不會太害怕了解較簡單的硬體電路原理。
P.S. 因為有時候整理校正這種字數很多的文章到想睡覺時會整理到腦子不清楚，有時會導致誤將自己在記事本寫好的某段文字貼到不對的段落，往往事後自己重複檢查時才會發現Orz...已經盡量檢查校正，若有明顯錯誤還請大家熱心提醒，感謝
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如文章標題，這偏要探討Arduino UNO板子的電源選擇電路之動作原理分析 & 實際以手上的Arduino UNO板子(可能與官方版本UNO有差異)量測實驗，先從原理面來分析。
Arduino官方的Arduino UNO開發板的電路圖[1]，請將此電路圖開啟並參照比對，為了方便說明，內文中的電路圖會截取[1]部分電路，並加上一些框線來配合說明。
如果要從Arduino UNO官方版本板子上面所提供的電源線接孔去輸入電源(當然是DC直流，這個應該不必多贅述)，有兩種選擇:
(一) USB供電，如下圖
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| 圖1 |
(二) 7~12V DC電源輸入孔(DC5.5*2.1mm電源插座母座接頭，也被稱DC
Power Jack或DC
Jack，以下簡稱DC
Jack)，雖然這種供電給Arduino板子的方式現在應該比較少人用。
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| 圖2 |
市面上其他一些進階版本/簡化版本可能有些不同，這裡以Arduino官方的版本的UNO電路圖為主來說明。
有些電學背景或經驗的讀者就會好奇，Arduino板子是如何藉由電路設計去決定哪一種電源作為ATMEGA328P MCU系統的電源?
由圖3可看出 7~12V電源孔(DC Jack)母座的第2腳(PWRIN)即為電源正極輸出端，在經由編號為D1的二極體之後(可防止逆向電壓輸入以免導致板子上面元件因此毀損，因為當二極體於加上逆向偏壓時PN兩端是開路，也就是不導通狀態)，會接到電路上標示為VIN端之處，並輸入NCP1117 LDO穩壓IC穩壓出5V，並且這5V然也有輸入另一顆LDO去穩壓輸出3.3V(如圖4的LP2985-33DBVR穩壓IC)。
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| 圖3 ([1]) |
再來看到圖4，如果VIN是7~12V，經由兩個10K的電阻(RN1A與RN1B)分壓後，假設分到大約3.5V~6V(對應接到DC5.5的VIN的電壓大小，分一半，也就是VIN/2)的壓降在編號為RN1B的電阻(下方的電阻)上面 (也就是TP_CMP點。可能有人會疑問中間不是也有接到LMV358嗎，但OPA的輸入阻抗極大，所以這邊可先這樣看)。
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| 圖4 ([1]) |
FDN340P是一顆PMOS(P型MOSFET，不清楚的讀者可自行google參考相關基礎)[2]，在這裡將其作為開關用圖(D極與S極的導通on與截止off)。
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| 圖5 ([2]) |
LMV358IDGKR是一款內含兩組OPA(Operational Amplifier)的IC [3]，如果我沒看錯或漏看的話，LMV358IDGKR這顆IC本身所吃的電源VCC+接點與板子電源的連接狀況主要是被標示在[1]電路圖的最左上角上(之前我眼花漏看了，經網友提醒後更正)。
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| 圖6 ([3]) |
當7~12V電源透過DC Jack接到VIN，RN1B分壓到3.5V~6V(對應7~12V)的電壓，而LMV358 OPA元件(U5A)在這裡是被用來作為類比電壓比較器，當第一組OPA的非反向輸入端(+端，也就是這顆OPA的腳位3)，這個電壓如果大於加在反向輸入端(-端，也就是這顆OPA的腳位2)的3.3V時，LMV358 OPA(U5A)作為比較器會輸出一個類似我們數位電路的邏輯1的電壓(high level voltage)到FDN340P這顆PMOS的Gate極(閘極)，也就是TP_GATE點，這邊的設計原意和目的應該是希望VGS(也就是VG-VS) > Vth，讓這顆PMOS的Drain極(汲極)與Source極(源極)為不導通(開路)，但實際用手上的UNO板子進行量測的結果與此有落差(後續實驗結果與內容會敘述，如#1)。
另外，因為這顆PMOS的D極和S極之間還有一個二極體，所以我們要來分析看看這顆二極體是否會順向導通。從圖3可看出當7~12V電源如果有接上(DC Jack)，NCP1117ST50T3G這顆LDO穩壓IC會穩壓並輸出5V，而這5V與上述PMOS的S極，同時也是PMOS上面內藏的二極體(body diode)的N極有相連，所以此時不論有無接上USBVCC時，該二極體都會因為無法得到足夠的順向偏壓而不會導通(矽二極體的順向偏壓所需導通的電壓也就是障壁電壓理論值是0.7V。從FDN340P Datasheet內容來看，經過這個PMOS內藏二極體body diode的電流與順向偏壓的關係可參考圖7第一張的IV特性曲線圖)。
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| 圖7 ([2]) |
所以這狀況下(邏輯1的電壓(high level voltage)到FDN340P這顆PMOS的Gate極)，FDN340P這顆PMOS的Drain極和Source之間極仍為開路(不導通) ，所以來自USB的電壓源USBVCC不會連接到+5V端(這應該是設計的用意，但實際用手上的UNO板子實際量測的結果與此有落差，後面內容會提及如#1。細心的讀者應該有注意到，穩壓IC輸出的5V同樣也會接到PMOS的S極)。
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| 圖8 UNO電路設計目的原意 (截取並修改自[1]) |
而板子上主要IC的VCC都是接到這個+5V端，無論是拿來作為USB/UART轉換器的ATMEGA16U2(在某些UNO板子被替換成專用IC如CH340而不是用ATMEGA16U2 MCU、或是讓使用者編寫程式進行控制的ATMEGA328 MCU的VCC都是以這個+5V端的電壓做為電源)，所以可看出在這種狀況下，Arduino UNO板子是選擇來自DC Jack的7~12V電源並經穩壓後的5V作為電源。
而另一種狀況，也就是如果在沒有接7~12V電源到DC Jack，而是接上USB電源線(USBVCC端有5V)的狀況下，RN1B電阻上面(TP_CMP端點)沒有壓降，LMV358 OPA的非反向輸入端被RN1B電阻pulled down到GND，所以LMV358 OPA作為比較器輸出一個觀念上類似我們數位電路的邏輯0的電壓(low level voltage)，0V去輸出到FDN340P PMOS的閘極(也是TP_GATE點)，按照一些書籍和網路資料的輔助說明，該處設計的原意目的似乎是希望這樣的狀況下讓VGS < Vth(但是實際上狀況也有落差，因為板子剛上電時，PMOS的S極與D極還沒導通，此時VS應該是0V。所以實際上須要靠PMOS上面D極與S極之間的二極體協助完成目的，後面會有較詳細的相關說明如#1)，按照PMOS特性，當VGS < Vth的時候，S極和D極導通，所以USBVCC可以藉由PMOS連接到+5V端做為UNO板子的系統電源(當然也有輸入另一顆LDO去穩壓輸出3.3V)。
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| 圖9 UNO電路設計目的原意 (截取並修改自[1]) |
註: 包含上述提到的OPA元件作為比較器輸出的邏輯0與邏輯1的部分，其實實際上這仍然是屬於類比電壓，因為OPA是類比式的電子元件，所以這樣的敘述方式，就硬體電路設計而言可能沒有很嚴謹，但希望讓一些純軟體背景、頂多只懂數位硬體觀念的讀者有個基本的了解(許多相關文章也是這麼描述)。
以上是原理面的分析探討，某些國內外書籍和網路文章也有類似部分的教學(如[6]與[7])。
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重頭戲來了，實際以手邊Arduino UNO進行實驗量測狀況
我手上的幾塊Arduino UNO板子的FDN340P PMOS的部分是被HM2301B(IC標號A1SHB) PMOS所取代(如圖11[5])，不確定是否還有一些電路的部分與官方的UNO版本有差異(畢竟這些板子就算被改過也未必都方便拿得到修改細節後的確切電路圖)，另外也曾經看過某塊UNO板子的RN1B(圖12照片中的R14)的部分，似乎直接被一顆電容器取代。
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| 圖10 |
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| 圖11 ([5]) |
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| 圖12 |
@實驗1: 只接DC
Jack電源(DC 12V輸入)
或者USB電源以及DC Jack電源(DC 12V輸入)都接上:
(註解: 因我手上應該的UNO板子應該不是官方版本的UNO，所以下面講的LMV358可能根本不是LMV358而是LM358，導致電路行為異常，下面會有#1針對[8]進行相關說明)
類比電壓比較器的反向輸入(LM358[和官方電路指定IC款式不同] 裡面第一組OPA的PIN 2) = 3.3V
類比電壓比較器的非反向輸入(LM358 裡面第一組OPA的PIN3) = 5.65V
類比電壓比較器輸出(LM358 裡面第一組OPA的輸出PIN 1) = 3.77V
HM2301B PMOS的G極電壓VG = 3.77V
HM2301B PMOS的S極電壓VS = 5V
HM2301B PMOS的D極電壓VD = 5V
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| 圖13 (截取並修改自[1]) |
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| 圖14 ([5]) |
而在只接DC Jack電源(DC 12V輸入) 而沒接USB電源線的狀況下是這樣的結果，這就是和上述原理所設計的目的不太一樣的地方了(後續內容#1之處會提及主因)。照理說在有接DC Jack電源(DC 12V輸入)的狀況下，設計原意應該是希望PMOS的G極有高電壓(數位邏輯1)之下的D極和S極之間不導通(開路)，以隔絕來自USB的電源(USBVCC)灌入+5V端。不確定這是否是接上PMOS的G極之後才拖下來的電壓(3.77V)? 但從量測結果看起來，D極和S極確實沒截止(沒斷開)而是導通的。
不確定是否是因為有一些非官方版本的UNO電路設計的差異造成這些狀況(後續內容#1之處會提及主因)，個人覺得關鍵是如果OPA 輸出(TP_GATE端)到PMOS的G極的電壓夠大，這樣VGS（VG -VS）就不會小於Vth （PMOS導通條件是VGS < Vth，與NMOS的狀況相反），如此就會讓有接DC Jack電源的狀況下，PMOS的D極與S極不導通（截止）。
(註: 按照LMV358 Datasheet，這顆IC的最大Supply voltage是5.5V，通常輸出電壓會有個Swing範圍，看是比VCC低多少)
否則本來就會因為OPA輸出3.77V而導致VGS (-1.23V) < Vth進而導致PMOS的D極和S極導通，而失去了原本希望此時PMOS的D極和S極應該是不導通（截止）的設計用意。
曾經想過，不知會不會是官方為了區分官方與非官方版本的UNO所故意留下的伏筆？但如果看官方給的UNO的layout應該也會得知才對
#1: 2020/12/04凌晨更新:
按照對岸網友的討論與實驗[8](和我上述遇到的狀況一樣，看起來也是一篇原創文章)，似乎是因為我們手上的UNO板子上面的LMV358根本都被換成了LM358 ，所以在比較器高電位輸出時的電壓才會只有3.77V左右而導致VGS (-1.23V) < Vth進而導致PMOS沒辦法進入截止狀態，而網友將UNO板子上的OPA IC(原先官方指定的LMV358的位置)明確換成LMV358 IC，結果就正常了。
從外觀包裝表面上來看，LMV358和LM358是 Pin to Pin compatible(IC腳位兼容)。但在實際使用上，當然須去了解這兩顆IC之間的特性差異
這邊針對這部分做了一些基本的調查，LMV358有Rail to Rail軌對軌輸出特性(輸出的電壓範圍可和工作電壓的範圍相同)，能輸出接近5V的電壓，能使得VGS > Vth，進而讓PMOS處於截止狀態，USBVCC端不會與S極的+5V端導通。
不過因為現在較少人會使用DC Jack供電給Arduino UNO，所以這件事情(LMV358經常被換成了LM358)就也沒那麼明顯(應該是因為比較不妨礙常用到的主要Arduino UNO應用功能)，所以才會沒有經常被拿出來討論
(Ref[8]: 【原創】為什麼你的Arduino會漏電, https://www.arduino.cn/thread-90169-1-1.html )
而實際上，過去較舊版本的Arduino UNO官方版本電路圖[9]似乎也曾經拿LM358來做一樣的事情(當然當時的狀況可能也還會有些其他差異，或許當時這樣是OK的，詳情我不清楚)，如圖15，可參照: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-uno-schematic.pdf
整體來說大概是Arduino官方後來也逐漸改進了電路設計
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| 圖15 ([9]) |
@實驗2: 只接USB電源:
類比電壓比較器的反向輸入(LM358[和官方電路指定的LMV358不同款式] 裡面第一組OPA的PIN 2) = 3.3V
類比電壓比較器的非反向輸入(LM358 裡面第一組OPA的PIN3) = 2V
類比電壓比較器輸出(LM358 裡面第一組OPA的輸出PIN 1) = 0V
HM2301B PMOS的G極電壓VG = 0V
HM2301B PMOS的S極電壓VS = 5V
HM2301B PMOS的D極電壓VD = 5V
值得注意的是，若對照官方UNO電路圖的VIN(PC1，47uF電容器+極那一點的電壓)，在這個沒有接電源到DC Jack的狀況下，量測到VIN仍有4.2V的電壓(還沒研究其原因)，所以RN1B分到大約2.1V，並且連接到LM358裡面的第一組OPA比較器的非反向輸入端，這個2.1V小於反向輸入端的3.3V所以OPA作為比較器輸出0V到PMOS的G極，所以VG為0V，按照PMOS特性，此時D極和S極導通，USBVCC灌入+5V端，作為UNO板子的系統電源。
也因為有做實際實驗量測，把UNO版子這些電源相關的部分的一些元件的位置都弄清楚了(沒看Layout圖)，這邊標示出來給讀者們參考，如圖16 (PMOS左邊的那顆綠色的扁扁的元件是接在USB VCC電源端的保險絲，當然這類元件也不一定都是綠色的，當時標註照片時我沒標註到所以就在這裡用文字補充說明)。
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| 圖16 |
另外關於一些與官方UNO板子的IC型號的差異，官方UNO板子電路圖上的U1也就是NCP1117 穩壓IC，我手上的UNO板子是被替換為AMS1117，在一些細節之外，在Arduino UNO板子上面的基本應用方式大致上應該差不多(細節我沒去仔細深入比較)；而再次如前述內容強調LMV358 IC在許多非Arduino官方的UNO板子是被用LM358 IC取代(這就是關鍵了，我手上的UNO板子應該都是如此，才導致上述的實驗結果，與[8]遇到的狀況一樣。但這狀況在大多數人的應用情況和使用習慣下，大概是因為不太妨礙到主要常用的功能，所以沒有經常被提出來討論)。
Ref:
[1] Arduino(TM) UNO Rev3 schematic, https://content.arduino.cc/assets/UNO-TH_Rev3e_sch.pdf
[2] FDN340P, http://www.farnell.com/datasheets/82023.pdf
[3] LM321, LMV324, LMV358 LMV3xx Low-Voltage Rail-to-Rail Output
Operational Amplifier, https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmv358.pdf?ts=1606682102563&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FLMV358
[4] LMx58-N Low-Power, Dual-Operational Amplifiers, https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf?fbclid=IwAR15LRas0SHAu_YLQ9BR_aURSs-LwSzO1-I6Ve3ihWZ0pwZmxKUEq3sQVU4
[5] HM2301B(A1SHB), https://datasheetspdf.com/pdf-file/1088456/H&MSemiconductor/A1SHB/1
[6] Understanding
Arduino UNO Hardware Design(The Power part), https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/understanding-arduino-uno-hardware-design/
[7] answer-id.com(Jagat’s
Question), https://answer-id.com/zh/50803415?fbclid=IwAR0Nbi0MwuorBLD3KbWaVrH4u-M9-qS7dT34JDJM-i7YI3Q1veN9liwGtIE
[8] 【原創】為什麼你的Arduino會漏電, https://www.arduino.cn/thread-90169-1-1.html
[9] Arduino UNO Reference Design, https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-uno-schematic.pdf
感謝各路網友交流分享經驗 與 內文筆誤內容提醒 (謝謝幾位網友/朋友)
如果有相關實驗經驗的朋友也歡迎分享交流，謝謝
孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)
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