汽車電子基礎(chǔ)

1、汽車電子基礎(chǔ)一.二極管1.什么是半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體是在某種條件下導(dǎo)電，而在別的條件下不導(dǎo)電的材料。半導(dǎo)體包括二極管、三極管、晶閘管等。制造半導(dǎo)體最常用的材料是硅晶體和鍺晶體。晶體是具有確定的原子結(jié)構(gòu)的材料，純的晶體不能用來制作半導(dǎo)體，需要在這兩種晶體中摻雜極小比例的其他元素。硅晶體和鍺晶體都是四價(jià)元素，摻人雜質(zhì)后，導(dǎo)電性能就會(huì)發(fā)生明顯變化。根據(jù)摻雜元素的不同，可以把半導(dǎo)體分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。在晶體中摻入微量的五價(jià)磷元素，產(chǎn)生多余的自由電子充當(dāng)導(dǎo)電載流子，摻入磷元素雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫做N型半導(dǎo)體；在晶體中摻人微量的三價(jià)硼元素，因?yàn)槿鄙匐娮赢a(chǎn)生空穴，這些

2、空穴充當(dāng)導(dǎo)電的載流子，摻人硼元素雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體。按一定次序?qū)型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，便能制造出用于汽車電壓調(diào)節(jié)和電子控制器等電子裝置的電子器件。2當(dāng)N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，得到的PN結(jié)就是二極管。二極管按制造材料可分為硅二極管、鍺二極管.二極管可以看作電流的單向止回閥，它只允許電流以一個(gè)方向流動(dòng)，即從二極管的正極流向負(fù)極。這就是二極管的單向?qū)щ娦?如何利用萬用表檢測(cè)二級(jí)管的單向?qū)щ娦裕坑^看各種形式的二極管（實(shí)物）。用指針式萬用表檢測(cè)二極管的單向?qū)щ娦裕▓D5-2）。將萬用表撥到Rx1K擋。用紅表筆接二極管的負(fù)極，黑表筆接二極管的正極，所測(cè)得的阻值較?。环催^來，用紅

3、表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，所測(cè)得的阻值較大。這是因?yàn)?，指針式萬用表的紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，黑袁筆與內(nèi)部電源正極相連，當(dāng)正電壓加到二極管正極，負(fù)電壓加到二極管負(fù)極，便有電流流過，二極管表現(xiàn)出的阻值很小；反之二極管則沒有電流流過，表現(xiàn)出的阻值很大。操作規(guī)范：用萬用表檢測(cè)二極管時(shí)不能用Rx1擋和Rx10K擋，Rx1擋電流太大，可能燒壞二極管；Rx10K擋電壓太高，可能擊穿二極管。4二極管的伏安特性流過二極管的電流隨著加在二極管上的電壓變化而變化的性質(zhì)稱為二極管的伏安特性。如下圖所示為二極管伏安特性曲線。1正向特性從圖上可看出，當(dāng)在二極管上加上的正向電壓小于某一數(shù)值Uth時(shí)，正向電

4、流很小，幾乎為零，二極管呈現(xiàn)出較大的電阻，這段區(qū)域稱為“死區(qū)”。uth叫做死區(qū)電壓或門檻電壓。硅管Uth=0.5V，鍺管Uth=0.1V。當(dāng)正向電壓超過Uth后，正向電流按指數(shù)曲線規(guī)律增長(zhǎng)，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。硅管的導(dǎo)通壓降為0.7V，鍺管的導(dǎo)通壓降為0.3V。1)反向特性當(dāng)二極管被加上反向電壓時(shí)，流過二極管的電流很小，稱為反向飽和電流Is，硅管Is為小于0.1pA，鍺管Is為幾十微安。當(dāng)反向電壓增加到某個(gè)數(shù)值UR時(shí)，流過二極管的反向電流將急劇增大，這種現(xiàn)象叫反向擊穿。UR叫反向擊穿電壓。使用二極管時(shí)，應(yīng)避免反向電壓超過擊穿電壓，以防止二極管損壞。2)二極管的主要參數(shù)(1)最大電流IF最大電流

5、是指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。實(shí)際使用時(shí)的工作電流應(yīng)小于IF，如果超過此值，將引起PN結(jié)過熱而燒壞。(2)最高反向電壓URM最高反向電壓是指二極管工作時(shí)兩端所允許加的最大反向電壓。通常URM約為反向擊穿電壓UR的一半，以保證二極管安全工作，防止擊穿。5二極管在汽車上的應(yīng)用利用二極管的單向?qū)щ娦?，可以組成整流、續(xù)流、限幅及檢波等電路應(yīng)用到汽車電路中。1)二極管的整流電路將交流電變成直流電的過程叫做整流。在汽車交流發(fā)電機(jī)中，就是利用二極管組成的整流板將發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電整流為直流電。為了適應(yīng)汽車發(fā)電機(jī)的需要，專門制作了用于汽車的整流二極管。如下圖所示。黑色標(biāo)記O5Z標(biāo)己&#

6、165;蛍電機(jī)后端蓋電*區(qū)正極管的外殼為負(fù)極，引出極為正極。在負(fù)極搭鐵的硅整流發(fā)電機(jī)中，三個(gè)正極管的外殼壓裝在散熱板的三個(gè)座孔內(nèi)，共同組成發(fā)電機(jī)的正極，由一個(gè)與發(fā)電機(jī)后端蓋絕緣的整流板固定螺栓通至機(jī)殼外，作為發(fā)電機(jī)的火線接線柱“B”。負(fù)極管的外殼為正極，引出極為負(fù)極，在管殼底上一般標(biāo)有黑色標(biāo)記。三個(gè)負(fù)極管的外殼壓裝在后端蓋的三個(gè)孔內(nèi)，和發(fā)電機(jī)外殼一起成為發(fā)電機(jī)的負(fù)極。負(fù)極管構(gòu)成的整流電路稱為三相橋式整流電路，將發(fā)電機(jī)的交流電變?yōu)?2V§用電設(shè)備Off3F(s)（謝整流電路（b）三相交流電波形集瞬間異通的二扱管（djss流后負(fù)栽上的電壓詭形的直流電。整流電路如下圖所示。三相橋式整流工作

7、原理。在電路中，三個(gè)正極管的正極引出線分別與三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最高的一相繞組相連的正極管導(dǎo)通。同樣，三個(gè)負(fù)極管的引出線也分別同三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最低的一相繞組相連的負(fù)極管導(dǎo)通。其整流過程如下：在t=0時(shí)，UU1=0,UV1為負(fù)值，UW1為正值，則二極管VD3、VD5獲得正向電壓而導(dǎo)通。電流從W1相出發(fā)，經(jīng)VD3、用電設(shè)備VD5回到V1相構(gòu)成回路。因?yàn)槎O管內(nèi)阻很小，所以此時(shí)W1、V1之間的電壓都加在負(fù)載上。在t1t2時(shí)間內(nèi)，U1相電壓最高，VI相電壓最低，所以VDI、VD5處于正向電壓下而導(dǎo)通，U1、VI之間的電壓加在負(fù)載上。在t1t2時(shí)間內(nèi)，U

8、1相電壓最高，VI相電壓最低，所以VDI、VD5處于正向電壓下而導(dǎo)通，U1、VI之間的電壓加在負(fù)載上。在t2t3時(shí)間內(nèi)，U1相電壓最高，W1相電壓最低，所以VDI、VD6處于正向電壓下而導(dǎo)通，U1、WI之間的電壓加在負(fù)載上。在t3t4時(shí)間內(nèi)，VD2、VD6導(dǎo)通，VI、W1之間的電壓加在負(fù)載上。這樣反復(fù)循環(huán)6只二極管輪流導(dǎo)線圏通，在負(fù)載端便得到一個(gè)較平穩(wěn)的直流電壓。2）二極管的續(xù)流電路一個(gè)通電的線圈，當(dāng)突然斷電時(shí)，就會(huì)在線圈中產(chǎn)生一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)，如果這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)疊加在電路中的其他電子元件上（一般為三極管），就會(huì)引起元件的損壞。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般都在線圈旁邊并聯(lián)一個(gè)二極管來吸收反向電動(dòng)

9、勢(shì)，這種電路就是二極管的續(xù)流電路（如圖所示）。在這種電路中，二極管起到了對(duì)其他電子元件的保護(hù)作用，所以也稱為保護(hù)二極管。與線圈并聯(lián)的二極管一定是負(fù)極接高電位，正極接低電位。在汽車用電子調(diào)壓器中，起開關(guān)作用的三極管根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的高低控制電子屯噸調(diào)節(jié)器2皿VD2vmvz2產(chǎn)勵(lì)誕最囲2亍2X二極菅續(xù)流旦跆t2交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的通斷，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。在上圖所示電子調(diào)壓器電路中，點(diǎn)畫線框內(nèi)就是二極管續(xù)流電路。在該調(diào)壓器電路中，三極管VT2和VT3聯(lián)合起到開關(guān)作用控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈的通斷。當(dāng)三極管斷開勵(lì)磁繞組時(shí)，勵(lì)磁繞組中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高的反向電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)如果疊加在電源。在圖中所示

10、電子調(diào)壓器電路中，點(diǎn)畫線框內(nèi)就是二極管續(xù)流電路。在該調(diào)壓器電路中，三極管VT2和VT3聯(lián)合起到開關(guān)作用控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈的通斷。當(dāng)三極管斷開勵(lì)磁繞組時(shí)，勵(lì)磁繞組中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高的反向電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)如果疊加在電源電壓上將對(duì)VT2和VT3造成很大沖擊，甚至將三極管燒毀。當(dāng)并聯(lián)上保護(hù)二極管VD3后，這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過VD3被勵(lì)磁線圈自己吸收，避免了對(duì)三極管的沖擊。二極管的續(xù)流電路在汽車電子電路中隨處可見，一般在繼電器、線圈等旁邊都并聯(lián)有保護(hù)二極管。保護(hù)二極管有些裝在器件外部，有些裝在器件內(nèi)部，線圈的旁邊。二極管的限幅電路是利用二極管在導(dǎo)通后正向壓降為0.7V的特性，使得二極管兩端的電壓維持在0

11、.7V,達(dá)到限制電壓幅度的作用；二極管的檢波電路主要應(yīng)用在汽車音響電路中。二極管的這兩種應(yīng)用將在以后結(jié)合具體電路進(jìn)行分析。6穩(wěn)壓管除了普通二極管外，還有專供特殊用途的二極管，如穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管和光電二極管等。穩(wěn)壓管是一種經(jīng)過特殊工藝制造成的二極管，它與電阻配合使用，定程度（大于UR）時(shí)二極管會(huì)反向擊穿，普通二極管就會(huì)燒毀。但是經(jīng)過特殊工藝制造的穩(wěn)壓管就能夠耐得住反向電流。穩(wěn)壓管的外形與普通二極管區(qū)別不大，它的符號(hào)和伏安特性如下圖所示。穩(wěn)壓管設(shè)計(jì)成能工作在擊穿區(qū)（BC段），當(dāng)反向電壓達(dá)到UZ時(shí)，大電流反向流過穩(wěn)壓管，阻止電壓繼續(xù)升高。這種特性使穩(wěn)壓管成為調(diào)節(jié)電壓的電子器件。穩(wěn)壓管試驗(yàn)方法如下：

12、Z負(fù)電£-一rurL表用11黑表筆1右7-T-可洞石濫穩(wěn)壓電源酋電油用可調(diào)直流穩(wěn)壓電源驗(yàn)證二極管的穩(wěn)壓作用。如圖(a)所示限流電阻的阻值為500Q負(fù)載電阻阻值為3KQ穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值為5.3V,調(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓輸出值從412V逐步變化，對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出值，用萬用表測(cè)量負(fù)載電阻兩端電壓，觀察電壓變化。操作規(guī)范：穩(wěn)壓管在正常工作時(shí)必須與一個(gè)電阻串聯(lián)，這個(gè)電阻提供了穩(wěn)壓管的穩(wěn)定工作電流。這個(gè)電阻的阻值根據(jù)穩(wěn)壓管的參數(shù)而有一個(gè)取值范圍。操作規(guī)范：穩(wěn)壓管在工作時(shí)一定是正極接低電位，負(fù)極接高電位。在汽車電路中由于各個(gè)電器總成或元件工作電流比較大，使汽車電源系統(tǒng)的電壓會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。在汽車的儀表電路和一部

13、分電子控制電路中，一些需要精確電壓值的地方經(jīng)常利用穩(wěn)壓管來獲取所需電壓。如圖(b)所示，是利用穩(wěn)壓管為汽車儀表提供穩(wěn)定電源的電路，圖中的穩(wěn)壓管與電阻串聯(lián)而與儀表并聯(lián)。如果儀表電壓必須限定在7V,便可使用額定電壓為7V的穩(wěn)壓管。汽車電源電壓一部分降落在電阻上，7V電壓降落在穩(wěn)壓管上。即使電源電壓發(fā)生變化，也只是引起不同大小的電流流過電阻和穩(wěn)壓管，改變降落在電阻上的電壓，而穩(wěn)壓管始終維持7V電壓不變。提示：穩(wěn)壓管達(dá)到反向?qū)ǖ碾妷阂卜Q為齊納(Zener)電壓，所以穩(wěn)壓管也被稱為齊納二極管。操作規(guī)范：穩(wěn)壓管雖然能夠穩(wěn)壓，但是它畢竟是二極管，所能通過的電流有限，它一般只應(yīng)用在低電壓、小電流的工作場(chǎng)合，

14、對(duì)一些高電壓或大電流的工作場(chǎng)合不能選用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。7發(fā)光二極管發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱LED)是采用砷(As)、鎵(Ga)、磷(P)合成的二極管，內(nèi)部基本單元仍是一個(gè)PN結(jié)。當(dāng)外加正向電壓時(shí)，向外發(fā)光，其亮度隨流過的電流增大而提高，發(fā)光的顏色和構(gòu)成PN結(jié)的材料有關(guān)，通常有紅、黃、綠、藍(lán)和紫等顏色，還有發(fā)出不可見的紅外線的發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的外形及廠、透明樹脂正極/符號(hào)如右圖所示。在汽車電路中發(fā)光二極管隨處可見，主要應(yīng)用在儀表板上作為指示信號(hào)燈或報(bào)警信號(hào)燈。比如液體液面過低，制動(dòng)蹄片過薄，制動(dòng)燈、尾燈、前照燈等燒壞，這時(shí)相應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)被接通發(fā)光，發(fā)出報(bào)警指示如下圖所示為浮子舌簧管開關(guān)式液位傳感

15、器應(yīng)用電路如圖所示，這種傳感器是由樹脂軟管制成的軸和沿軸上下移動(dòng)的環(huán)狀浮子組成的。圓管狀軸內(nèi)裝有易磁化的強(qiáng)磁性材料制成的觸點(diǎn)(舌簧管)，浮子內(nèi)嵌有永久磁鐵。當(dāng)液位低于規(guī)定值時(shí)，舌簧管與浮子的位置關(guān)系如圖(b)中虛線浮子位置所示。當(dāng)永久磁鐵接近舌簧管時(shí)，磁力線從舌簧管中通過，舌簧管的觸點(diǎn)閉合，報(bào)警二極管電路被接通，報(bào)警二極管發(fā)光，提示駕駛員液位已經(jīng)低于規(guī)定值。當(dāng)液位達(dá)到規(guī)定值時(shí)，浮子上升到規(guī)定位置如圖(b)中實(shí)線所示，沒有磁力線通過舌簧管，在舌簧管本身的彈力作用下，舌簧管觸點(diǎn)打開，報(bào)警二極管熄滅，表示液位合乎要求。24由發(fā)光二極管構(gòu)成的數(shù)碼顯示器和點(diǎn)陣顯示器。由8個(gè)發(fā)光二極管可以組數(shù)點(diǎn)(日)LE

16、D引卿圖(b)共陽極LED結(jié)構(gòu)示意圖2)共陰根LED結(jié)構(gòu)示意圖成1位七段數(shù)碼管來表示1位數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)。如圖下所示。上圖(b)中的發(fā)光二極管的正極連接在一起，妾到正電源上，所以被稱為“共陽極”數(shù)碼管。按照顯示需要，只要把對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的負(fù)極通過限流電阻接到負(fù)電源上，就能顯示相應(yīng)的數(shù)字。例如：顯示數(shù)字“3”，將a、b、c、d、g接到負(fù)電源上，相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光，顯示出數(shù)字“3”。在圖5-13(c)中的數(shù)碼管是將發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起并接到負(fù)電源上的數(shù)碼管，稱為“共陰極”數(shù)碼管，顯示原理與共陽極數(shù)碼管類似。提示：發(fā)光二極管有自身的缺陷，在環(huán)境較暗的情況下，顯示效果較好，在陽光直射下很難辨別發(fā)

17、光與否；如果要增大亮度，勢(shì)必需要大電流，增加功耗，所以發(fā)光二極管及其構(gòu)成的數(shù)碼管在汽車上的使用是受到限制的。在汽車上用于顯示的電子器件除了發(fā)光二極管和數(shù)碼管以外，還有液晶顯示器(LCD)、真空熒光顯示器(VFD)、陰極射線管顯示器(CRT)和石英指針式顯示器。這些均可在現(xiàn)代轎車電子儀表板上見到。8光電二極管當(dāng)光線照射在PN結(jié)上時(shí)二極管的反向電流增加具大小與光的照度成正比，利用這個(gè)特性制成的二極管就是光電二極管。光電二極管的結(jié)構(gòu)和外形如下圖所示。車上的許多傳感器就是利用光電二極管制成的，用于汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的日照強(qiáng)度傳感器就是一個(gè)光電二極管（如右圖所示）。光電二極管作為光傳感器還被應(yīng)用到汽車燈光

18、自動(dòng)控制器中，用來檢測(cè)車輛周圍亮、暗程度。二三極管1什么是晶體三極管1）三極管基本概念半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管。它是由兩個(gè)相距很近的PN結(jié)組成的，是在塊半導(dǎo)體晶片上制造三個(gè)摻雜區(qū)，形成兩個(gè)PN結(jié)，再引出三個(gè)電極，用管殼入射光引錢結(jié)構(gòu)封裝。三極管由P型和N型材料組合的三層材料制成。按照兩個(gè)PN結(jié)的組合方式不同三極管可分為NPN型如圖、（b）所示和PNP型如圖（c）、（d）所示兩種。NPN型三極管與PNP型三極管不能互相代替。三極管并不是兩個(gè)PN結(jié)的簡(jiǎn)單組合，不能用兩個(gè)二極管代替。三極管的三個(gè)極分別為發(fā)射極e、集電極c、基極b。三極管的基本功能就是利用基極電流控制集電極和發(fā)射極之間的電流。三極

19、管可以被看作一個(gè)電流的控制閥，集電極和發(fā)射極是電流的通路，而基極就是控制這個(gè)電流的閥門，只不過這個(gè)閥門不是靠旋轉(zhuǎn)來改變通路的大小，而是靠本身流過的電流基極電流來控制集電極和發(fā)射極之間流過電流的大小。三極管符號(hào)中的箭頭就表示了兩種不同類型的三極管集電極和發(fā)射極之間電流的方向。NPN型三極管電流從集電極c流向發(fā)射極e；PNP型三極管電流從發(fā)射極e流向集電極c。2）電流放大倍數(shù)P三極管在有輸入信號(hào)的情況下，輸出信號(hào)的電流變化與輸入信號(hào)的電流變化之比，稱為電流放大倍數(shù)，也就是一般簡(jiǎn)稱的三極管放大倍數(shù)。電流放大倍數(shù)決定了三極管的基本放大能力。提示：三極管在不同的集電極電流下，電流放大倍數(shù)會(huì)有不同，但在實(shí)

20、際使用中可認(rèn)為近似不變。工程中提到的放大倍數(shù)均是指P，旦是在討論輸入信號(hào)的電壓變化時(shí)，也可以用P作為近似的審壓放大倍數(shù)。3）穿透電流ICEO當(dāng)基極b開路時(shí)，集電極c、發(fā)射極e之間加上一定電壓時(shí)，ce之間并不是沒有電流流過，只是流過的電流很小，稱為穿透電流ICEO。三極管的穿透電流越小，管子的質(zhì)量越好。4）極限參數(shù)使三極管得到充分利用而又安全可靠工作的參數(shù)，叫做極限參數(shù)。 集電極最大允許電流ICM集電極電流的上升會(huì)引起電流放大倍數(shù)的下降，通常將P值下降到正常值的三分之二時(shí)所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM°Ic超過ICM時(shí)，三極管不一定損壞，但放大能力會(huì)下降。 集電極最大允

21、許耗散功率PCM當(dāng)集電極耗散功率是指集電極流過的電流與加載的電壓的乘積。當(dāng)集電極耗散功率上升時(shí)，三極管發(fā)熱，溫度上升，管子性能下降，甚至損壞。PCM是指集電結(jié)溫度不超過允許值（手冊(cè)上有規(guī)定）時(shí)，集電極所允許的最大功耗。 反向擊穿電壓三極管工作時(shí)，加在任何兩個(gè)電極之間的反向電壓超過一定值時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生很大電流，從而導(dǎo)致管子損壞。U（BR）CEO是指基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的擊穿電壓值。2三極管管型和管腳極性的判別在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到判別三極管管型、管腳極性判別問題，以及檢測(cè)判斷三極管是否損壞的問題。判定的方法主要有目測(cè)和萬用表檢測(cè)兩種方法，實(shí)際工作中經(jīng)常采用目測(cè)法，在目測(cè)法不能做出準(zhǔn)確判斷

22、時(shí)，再利用萬用表進(jìn)行檢測(cè)。1）目測(cè)法.管型的判別一般情況下，管型是NPN還是PNP應(yīng)該從管殼上標(biāo)注的型號(hào)來判別。依照部頒標(biāo)準(zhǔn)三極管型號(hào)的第二位（字母）AC表示PNP管；B、D表示NPN管。例如：3AX、3CG、3AD、3CA等均表示PNP型三極管。3BX、3DG、3DD、3DA等均表示NPN型三極管。提示：三極管型號(hào)中的第一位數(shù)字3，表示三極管；第三位字線，表示三極管的功率及頻率特性；第四位數(shù)字表示序列號(hào)。.管腳極性的判別常用的小功率三極管有金屬圓殼封裝和塑料封裝（半圓柱形）等，管腳排列如圖下（a）所示。大功率三極管的外形有金屬殼封裝（扁柱形）管腳排列如下圖（b）所示，以及塑料（號(hào)）小功率三極

23、管（b）大功率金屬封裝三極管封裝（扁平、管腳直列）等形式。2）用萬用表電阻擋判別三極管內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié)，利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，可用萬用表電阻擋判別管子類型和e、b、c三個(gè)極。.基極的判別判別管腳時(shí)應(yīng)首先確認(rèn)基極。一般情況下，基極排列在三個(gè)電極的中間（大功率金屬殼扁平形封裝除外）。用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極。若測(cè)得電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐；將紅黑表筆對(duì)調(diào)，測(cè)得電阻都較大，約為幾百千歐以上，這個(gè)管子就是NPN管，最初黑表筆接的就是基極。用指針式萬用表的黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個(gè)極。若測(cè)得電阻都較大，約為幾百千歐以上；將紅黑表筆對(duì)調(diào)，測(cè)得

24、電阻都較小，約為幾百歐至幾千歐。這個(gè)管子就是PNP管。最初黑表筆接的就是基極。.集電極和發(fā)射極的判別對(duì)于NPN管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個(gè)表筆分別接觸另兩個(gè)管腳，同時(shí)用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動(dòng)情況；將兩個(gè)表筆對(duì)調(diào)，重復(fù)上述過程。取指針擺動(dòng)較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是集電極C,紅表筆接觸的是發(fā)射極e。對(duì)于PNP管，確定基極后，用指針式萬用表的兩個(gè)表筆分別接觸另兩個(gè)管腳，同時(shí)用指尖輕觸基極，觀察萬用表指針擺動(dòng)情況；將兩個(gè)表筆對(duì)調(diào)，重復(fù)上述過程。取指針擺動(dòng)較大一次的表筆接觸位置，黑表筆接觸的是發(fā)射極e，紅表筆接觸的是集電極c。3三極管的三種工作狀態(tài)根據(jù)三極管連接的外部電路條

25、件，三極管有三種工作狀態(tài)。(b)高電位b丿低電位blx，o低電位花間沒有電流流過/間沒有、巳電流流過電位差小于高電位1)截止當(dāng)NPN型三極管連接成如上圖所示電路時(shí)，基極b與發(fā)射極e電位差小于0.7V，這種情況稱為基極加了反向偏壓。在這種狀態(tài)下，三極管不導(dǎo)通，沒有電流流動(dòng)，稱為三極管的截止?fàn)顟B(tài)。如果把ce間看作一個(gè)開關(guān)的兩端，截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開關(guān)斷開。對(duì)于PNP型三極管，發(fā)射極e與基極b電位差小于0.3V，如上圖(b)所示，基極加了反向偏壓，PNP三極管截止。低電位(a)輸入信丸它輸出信號(hào)電輸出信號(hào)宀高電位b/輸入信號(hào)和電位差小于0宅低電位2)放大如圖(a)所示，當(dāng)NPN管的基極b與發(fā)射極e電位差

26、大于0.7V,這種情況稱為基極加了正向偏壓。在這種狀態(tài)下，三極管導(dǎo)通，集電極C向發(fā)射極e有電流，而且流過的電流的大小與基極b流入的電流成正比，稱為三極管的放大狀態(tài)。對(duì)于PNP管，放大狀態(tài)的條件是基極b的電位比發(fā)射極e的電位低0.3V以上。如圖(b)所示。3) 飽和在放大狀態(tài)，三極管ce之間的電流是隨著基極b的電增大而增大的。但是，當(dāng)三極管的基極電流增加到一定值時(shí)，再增大正向偏壓，加大基極電流，ce之間的電流維持在一個(gè)最大值而不再增大了，這種狀態(tài)稱為三極管的飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài),三極管ce之間電位差很小，幾乎為零，相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)的兩端閉合。中的應(yīng)用1)三極管的基本放大電路按照三極管處于放大狀態(tài)的

27、條件構(gòu)成三極管基本放大電路，如下圖所示。上圖為NPN管放大電路。放大電路在工作時(shí)，NPN管的集電極必須接高電位。需要被放大的信號(hào)從基極輸入，經(jīng)過三極管放大后，放大了的信號(hào)從集電極輸出。三極管的放大電路能夠?qū)膫鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘?hào)進(jìn)行放大，然后傳輸?shù)狡囯娍貑卧?ECU)。另外，對(duì)于控制電路，三極管放大電路可以將功率較小的控制信號(hào)放大成功率較大的信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)附件。操作：用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生如下圖所示的電壓波形，輸入到上圖的電路中的基極，在集電極就會(huì)得到如下圖(b)所示的電壓波形。用示波器觀察對(duì)比輸入、輸出2）汽車電子電路中的三極管放大電路三極管的最主要的性能是放大。在汽車電子電路中，主要用來對(duì)微弱信

28、號(hào)進(jìn)行放大。上圖所示為利用三極管的放大特性制作的汽車電氣線路搭鐵（短路）探測(cè)BH器。汽車在行駛過程中，由于顛簸、振動(dòng)等原因，電氣線路與車體摩擦而損壞其絕緣層，發(fā)生搭鐵（短路）故障。本探測(cè)器就是為了在不拆解導(dǎo)線的情況下，快速查出搭鐵故障所發(fā)生的部位而制作的。探測(cè)器工作原理為：當(dāng)導(dǎo)線搭鐵后，在搭鐵點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生短路電流，短路點(diǎn)就會(huì)向周圍發(fā)出高次諧波信號(hào)。這個(gè)信號(hào)就被由線圈和鐵心構(gòu)成的傳感器接收到，在傳感器中產(chǎn)生交變的電信號(hào)。這個(gè)信號(hào)很微弱，經(jīng)過三極管VTl放大后，在VTl的集電極就會(huì)得到放大了的交變信號(hào)，再送入VT2的基極進(jìn)行放大，使接在VT2集電極的發(fā)光二極管閃爍發(fā)光，接在VT2發(fā)射極的耳機(jī)發(fā)出聲響

29、。傳感器越接近故障點(diǎn)，接收到的信號(hào)越強(qiáng)，經(jīng)過放大后，發(fā)光二極管越亮，耳機(jī)發(fā)出的聲響越強(qiáng)。根據(jù)發(fā)光二極管亮度變化和耳機(jī)聲音變化，就能快速找到故障點(diǎn)。5三極管開關(guān)電路在汽車電子電路中的應(yīng)用1) 三極管開關(guān)電路.NPN三極管開關(guān)電路當(dāng)三極管在基極電流控制下，在截止與飽和兩種狀態(tài)交替變換，就如同一個(gè)開關(guān)的斷開與閉合狀態(tài)交替變換一樣。如上圖所示為NPN管的開關(guān)狀態(tài)。圖中，當(dāng)基極b輸入一個(gè)高電位控制信號(hào)時(shí)，三極管VT進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電極C與發(fā)射極e之間的電位差幾乎為零，相當(dāng)于ce之間閉合。當(dāng)基極b高電位控制信號(hào)撤離后，三極管VT進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，集電極c與發(fā)射極e之間幾乎沒有電流流過，相當(dāng)于ce之間斷開。

30、利用三極管的這種特性，就構(gòu)成了三極管的開關(guān)電路。如上圖所示，Rb是基極限流電阻，防止基極電流過大。RC是集電極電阻，在本電路中是防止三極管導(dǎo)通時(shí)，電源短路。在實(shí)際開關(guān)電路中，RC的位置由被控電子元件取代。.PNP管的開關(guān)電路與NPN管開關(guān)電路組成和工作原理類似，只不過加在基極b上的控制信號(hào)要低于發(fā)射極電位。如下圖所示為PNP管的開關(guān)狀態(tài)。圖中，當(dāng)基極b輸入一個(gè)低電位控制信號(hào)時(shí)，三極管VT進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)射極e與集電極c之間的電位差幾乎為零，相當(dāng)于ec之間閉合。當(dāng)基極b低電位控制信號(hào)撤離后，三極管VT進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)射極e與集電極c之間幾乎沒有電流，相當(dāng)于ec之間斷開。利用三極管的這種特性，

31、可以構(gòu)成PNP三極管的開關(guān)電路。PNP管開關(guān)電路的構(gòu)成和工作原理與NPN管開關(guān)電路類似，只不過就是加在基極b上的控制信號(hào)要低于發(fā)射極電位。操作：按照下圖所示電路連接。當(dāng)開關(guān)閉合后發(fā)光二極管發(fā)光，開關(guān)斷開后，發(fā)光二極管熄滅。工程實(shí)踐中，一些三極管經(jīng)過特殊工藝制造。只需要很小的基極電流就能夠達(dá)到飽和導(dǎo)通狀態(tài)。這種管子幾乎就只工作在截止和飽和導(dǎo)通兩種狀態(tài)，即開關(guān)狀態(tài)。一般將經(jīng)常工作在開關(guān)狀態(tài)，起開關(guān)作用的三極管叫做開關(guān)管。2) 多級(jí)開關(guān)電路有時(shí)在電路中為了控制的需要，要用到兩級(jí)或三級(jí)開關(guān)電路，這些電路在汽車發(fā)電機(jī)電子調(diào)壓器電路中經(jīng)常用到。如圖(a)所示為兩級(jí)開關(guān)電路，圖(b)所示為三級(jí)開關(guān)電路。10

32、kO10kQLED,"CB/VT3、剜已蓄電池蓄電池開關(guān)屮一_丿T1、13開關(guān)OnhLED立夕%兩級(jí)開關(guān)電路的工作原理如下：開關(guān)斷開時(shí)，蓄電池電壓經(jīng)過R1加到三極管VTl上,VTI基極得到電流導(dǎo)通，B點(diǎn)電位幾乎為零，三極管VT2基極沒有電流截止，發(fā)光二極管不發(fā)光。開關(guān)閉合時(shí)，A點(diǎn)電位為零，VTI的基極沒有電流，VTl截止，電源電壓12V經(jīng)過R2加到三極管VT2的基極,VT2基極得到電流，VT2飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光。這時(shí)B點(diǎn)電位等于VT2管be之間的電壓，約為0.7V。3) 達(dá)林頓管所謂達(dá)林頓管就是連接在一起的兩只三極管，又稱為復(fù)合管，它的放大倍數(shù)是兩個(gè)三極管放大倍數(shù)的乘積。電路圖

33、如下所示意：三極管VT1用作前置負(fù)載部件C1biIVT1i小電流1i極大電流iIi-VT2|'IiiL_.一.je放大管，產(chǎn)生推動(dòng)VT2的基極電流，VT2是末級(jí)放大管，它與控制電路是隔離的，將電流繼續(xù)放大以驅(qū)動(dòng)負(fù)載部件。在分析電路時(shí)可以將達(dá)林頓管看作點(diǎn)畫線框內(nèi)構(gòu)成的一個(gè)大功率三極管。汽車電子點(diǎn)火系統(tǒng)的控制模塊大多采用達(dá)林頓管作為控制輸出端。4) 汽車電子電路中的三極管開關(guān)電路三極管開關(guān)電路在汽車電路中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，主要用于電子調(diào)壓器、電子點(diǎn)火器以及各種信號(hào)報(bào)警電路等。.電子調(diào)壓器汽車交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，發(fā)電機(jī)輸出電壓與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組通過的勵(lì)磁電流成正

34、比，通過控制勵(lì)磁線圈電路通斷就可以控制流過的勵(lì)磁電流的平均值的大小，從而使發(fā)電機(jī)輸出電壓基本穩(wěn)定在一個(gè)定值。電子調(diào)壓器就是利用三極管的開關(guān)作用來控制勵(lì)磁線圈電路的通斷，達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。A.國(guó)產(chǎn)JFT201型電子調(diào)壓器JFT201型電子調(diào)壓器適用于14V、500W以下的各種交流發(fā)電機(jī)，電路如下雄電機(jī)屯磁繞組發(fā)電機(jī)輸岀端圖所示。電阻R2、R3、R4組成分壓電路，B點(diǎn)電位隨著發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化而變化。在發(fā)電機(jī)輸出電壓小于預(yù)定調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，AB之間的電壓小于穩(wěn)壓管VZ的反向擊穿電壓，穩(wěn)壓管VZ截止，三極管VT1基極電流等于零，VT1截止。而VT2的發(fā)射極和基極處于較高的電壓作用下飽和導(dǎo)通，接通勵(lì)

35、磁線圈，發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓升高，達(dá)到預(yù)定調(diào)節(jié)值時(shí)，AB之間的電壓大于穩(wěn)壓管VZ的反向擊穿電壓，穩(wěn)壓管VZ導(dǎo)通，三極管VTI基極流過電流，VT1飽和導(dǎo)通，同時(shí)VT1將VT2的發(fā)射極和基極短路，使VT2截止，斷開勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓稍低于調(diào)節(jié)值時(shí)，穩(wěn)壓管VZ又恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)，VT1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，使VT2導(dǎo)通。如此反復(fù)，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓維持在規(guī)定的調(diào)整值附近。電阻R5提供VT1基極工作電位，R7是VT1的負(fù)載電阻，R6提供VT2基極工作電位。電阻R8和C3可以加速三極管VT2的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度，減少損耗。電容C1的作用是延緩分壓電阻上的電壓變換速度，降低開關(guān)管

36、的開關(guān)頻率，減少VT2管的發(fā)熱程度。電容C2是濾波電容，可以使穩(wěn)壓管VZ兩端的電壓平滑過渡，減小發(fā)電機(jī)輸出電壓的脈動(dòng)影響，降低開關(guān)管的開關(guān)頻率和損耗。二極管VD是續(xù)流二極管，保護(hù)開關(guān)管VT2免受勵(lì)磁線圈反向電動(dòng)勢(shì)的沖擊。B國(guó)產(chǎn)JFTI03型電子調(diào)壓器JFTI03型電子調(diào)壓器是24V電源系統(tǒng)調(diào)壓器。本電路采用了NPN三極管，至菩電池及其他曲載一至交流發(fā)電機(jī)輸出端子勵(lì)確繞組電路如下圖所示。電阻R1、R2、R3、R4、R5組成分壓網(wǎng)絡(luò)。A點(diǎn)作為電壓監(jiān)控點(diǎn)。在發(fā)電機(jī)輸出電壓小于預(yù)定調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，A點(diǎn)電位小于穩(wěn)壓管VZ的反向擊穿電壓，穩(wěn)壓管VZ截止，三極管VT1基極電流等于零，VT1截止。而VT2的基極

37、由于電阻R7和R8的作用，得到電流使VT2飽和導(dǎo)通，接通勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓升高，達(dá)到預(yù)定調(diào)節(jié)值時(shí)，A點(diǎn)的電位大于穩(wěn)壓管VZ的反向擊穿電壓，穩(wěn)壓管VZ導(dǎo)通，三極管VT1基極流過電流，VT1飽和導(dǎo)通，同時(shí)VT1使VT2基極的電位幾乎等于零，使VT2截止，斷開勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓稍低于調(diào)節(jié)值時(shí)，穩(wěn)壓管VZ又恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)，VT1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，使VT2導(dǎo)通。如此反復(fù)，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓維持在規(guī)定的調(diào)整值附近。電容C1是濾波電容。電容C2降低開關(guān)管開關(guān)頻率。VD2是續(xù)流二極管。©信號(hào)較子永久確鐵信號(hào)線圈佶號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子正時(shí)線圈轉(zhuǎn)子禹開線國(guó)轉(zhuǎn)子接近

38、踐團(tuán)皓號(hào)謚大©?恒號(hào)為零（點(diǎn)火時(shí)刻】永丸磁鐵:悟號(hào)最大信號(hào)線圏Q?.電子點(diǎn)火器晶體管點(diǎn)火電路的點(diǎn)火信號(hào)由裝在分電器內(nèi)的信號(hào)發(fā)生器提供，如上圖為一種磁感應(yīng)式信號(hào)發(fā)生器。隨著分電器的旋轉(zhuǎn)，信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，它的凸起與信號(hào)線圈之間的間隙不斷變化，隨之通過信號(hào)線圈的磁通量發(fā)生變化。凸起接近信號(hào)線圈時(shí)磁通迅速增加，在線圈兩端產(chǎn)生電壓信號(hào)；當(dāng)凸起與信號(hào)線圈正對(duì)時(shí)，磁通變化量最小，線圈兩端電壓為零；當(dāng)凸起離開信號(hào)線圈時(shí)磁通迅速減小，線圈兩端電壓急劇地改變極性，產(chǎn)生負(fù)的電壓信號(hào)，信號(hào)線圈輸出交流信號(hào)，電壓從正變?yōu)樨?fù)就是點(diǎn)火時(shí)刻，如上圖所示。33當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，通過信號(hào)線圈的磁通不變，不產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)

39、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)線圈產(chǎn)生電壓。當(dāng)產(chǎn)生正電壓時(shí)，如圖(a)所示，線圈電壓上正下負(fù)，使A點(diǎn)電位更高，保證三極管飽和導(dǎo)通，點(diǎn)火線圈的一次線圈流過電流。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)電壓信號(hào)時(shí)，如圖(b)所示，線圈電壓上負(fù)下正，使A點(diǎn)電位變?yōu)榱慊蜇?fù)值，三極管基極沒有電流流過，三極管截止，點(diǎn)火線圈的一次線圈斷開，二次線圈產(chǎn)生高壓，送入分電器點(diǎn)火。.蓄電池液位報(bào)警電路VT2VT1點(diǎn)伙幵關(guān)7“報(bào)警LED1VT2VT11J1點(diǎn)火開關(guān)汽車電路中包含很多信號(hào)報(bào)警電路，基本原理就是監(jiān)控一個(gè)點(diǎn)的電位變化，來控制三極管的開關(guān)，發(fā)出聲音或光的報(bào)警信號(hào)。如上圖所示為監(jiān)測(cè)蓄電池液位報(bào)警電路。6三極管構(gòu)成的多諧振蕩器及其在汽車電子電路中的應(yīng)用

40、在汽車電子電路中，需要產(chǎn)生多諧振蕩信號(hào)用于控制器件和發(fā)出聲音，這些電路一般都是由三極管構(gòu)成的多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)的。多諧振蕩器電路常見于汽車晶體管閃光器、無觸點(diǎn)晶體管電喇叭、刮水器間歇控制、電動(dòng)汽油泵驅(qū)動(dòng)、迅響信號(hào)報(bào)警器等電路中。1)多諧振蕩器多諧振蕩器是由三極管放大電路和將三極管集電極輸出信號(hào)反傳給三極管基極的正反饋電路組成的，如上圖(a)所示。這種電路一般都畫成左右對(duì)稱的形式，在電路中比較容易辨認(rèn)。多諧振蕩器工作原理：多諧振蕩器是自激工作，在一開始得電工作時(shí)，可能是兩個(gè)三極管中的任意一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)截止。2)多諧振蕩器在汽車中的應(yīng)用汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員撥動(dòng)轉(zhuǎn)向開關(guān)，轉(zhuǎn)向燈不停閃動(dòng)指明轉(zhuǎn)向方向。