任務(wù)一 汽車閃光器的制作

汽車電工電子應(yīng)用

王玉娟王酉方主編

國家社會科學(xué)基金（教育學(xué)科）“十一五”規(guī)劃課題研究成果全國高等職業(yè)院校汽車類專業(yè)規(guī)劃教材

目錄

任務(wù)一汽車閃光器的制作

任務(wù)二直流穩(wěn)壓電源的制作

任務(wù)三汽車?yán)入娐返倪B接

任務(wù)四汽車電動門窗升降器的制作

任務(wù)五汽車水箱水位過低報警器的制作

任務(wù)六汽車常用傳感器的識別與檢測

任務(wù)一汽車閃光器的制作一、汽車常用電路元件識別及檢測（一）電路保護(hù)元件的識別與檢測1．熔斷器（1）玻璃管熔斷器

玻璃管熔斷器兩端有金屬端帽的小玻璃圓管，玻璃管內(nèi)的連接兩金屬端帽的金屬細(xì)絲在電流超出設(shè)定值時會快速熔斷。（2）陶瓷熔斷器（3）片型熔斷器片型熔斷器由一個塑料的外套及連接著兩個刀片連接端的金屬片組成，它有三種不同的類型。自動熔斷器及標(biāo)識色

自動熔斷器（3～30A）是目前應(yīng)用最廣泛的熔斷器。標(biāo)識色額定電流紫色3A粉色4A米色5A棕色7.5A紅色10A藍(lán)色15A黃色20A白色25A綠色30A大電流熔斷器及標(biāo)識色大電流熔斷器（20～80A）是比自動熔斷器大而熔斷緩慢的熔斷器，一般安裝在蓄電池和主熔斷盒之間。小電流熔斷器（5～30A）與自動熔斷器相似，但它更細(xì)小。熔斷器的測量：斷電后測量熔斷器兩端的電阻應(yīng)為0～1Ω，如果熔斷器已熔斷，讀數(shù)為無窮大。連通時，測熔斷器兩端電壓，如果元件尚好，兩端應(yīng)有壓降，熔斷的熔斷器末端無電壓?！妗蹟嗥魍ㄟ^專用電路的電流量標(biāo)定，不可旁通熔斷器或用更大容量的電路保護(hù)元件替換生產(chǎn)商已設(shè)計好的熔斷器。對于斷器盒上印記不清的熔斷器尺寸，應(yīng)參照說明書選用正確的熔斷器。電阻器電阻器是電子電路中應(yīng)用最多的元器件之一。電阻器的種類繁多。按結(jié)構(gòu)形式可分為：1.一般電阻器2.貼片電阻器3.可變電阻器（電位器）4.電阻排電阻器等等普通型：允許誤差為±5%、±10%、±20%等。精密型：允許誤差±2%~±0.001%。高頻型：亦稱無感電阻，功率可達(dá)100w。高壓型：額定電壓可達(dá)35kv。高阻型：阻值為10~100M。熔斷型：亦稱保險絲電阻器。敏感型：阻值對溫度、壓力、氣體等敏感。按用途可分為幾類：線繞、金屬膜、碳膜電阻器一般電阻器有：貼片電阻器電阻排電阻器壓敏電阻器可變電阻器（電位器）電阻的主要技術(shù)指標(biāo)

1、額定功率

電阻在電路中長時間連續(xù)工作不損壞，或不顯著改變其性能所允許消耗的最大功率成為電阻的額定功率。電阻的額定功率是它在電路中工作允許消耗功率的限額。不同類型的電阻有不同系列的額定功率，見表1-1

表1-1電阻器額定的功率等級

2、標(biāo)稱電阻值

阻值是電阻器的主要參數(shù)之一，不同類型的電阻器，阻值范圍不同，不同精度的電阻器其阻值系列不同，根據(jù)部標(biāo)，常用的標(biāo)稱電阻值（E24、E12和E6系列也適用于電位器和電容器）系列列于表1-2。表1-2標(biāo)稱系列

3、允許誤差等級精度

實際阻值與標(biāo)稱的相對誤差稱為電阻精度，也稱允差。普通電阻的精度可分為±5%、±10%、±20%等，精密電阻的精度可分為±2%、±1%、±0.05%…±0.001%等十多種系列。在電子系統(tǒng)設(shè)計中，可根據(jù)電路的不同要求選用不同精度的電阻見表1-3。表1-3允許誤差等級精度

4、溫度系數(shù)

所有材料的電阻率，都隨溫度變化，電阻器的阻值同樣如此。在衡量電阻器的溫度穩(wěn)定性時，常使用溫度系數(shù)（

）：式中，R1為溫度為t1時的電阻值，R2為溫度為t2時的電阻值。金屬膜、合成膜電阻，具有較小的正溫度系數(shù)，碳膜電阻具有負(fù)溫度系數(shù)。5、非線性

流過電阻的電流與加在兩端的電壓不成比例變化時，稱非線性電阻。一般金屬型電阻線性度很好，非金屬型電阻線性度差。6、噪聲

噪聲為產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則電壓。它包括熱噪聲和電流噪聲兩種。任何電阻器都有熱噪聲，降低電阻器的工作溫度，可以減少熱噪聲；電流噪聲與電阻器內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，合金型無電流噪聲，薄膜型較小，合成型最大。7、極限電壓

電阻器兩端電壓增加到一定時，會發(fā)生燒毀現(xiàn)象，使電阻器損壞，根據(jù)電阻器的額定功率可計算電阻器的額定電壓，當(dāng)所加電壓升到一定值不允許再增加時的電壓，稱極限電壓。它受電阻器尺寸及結(jié)構(gòu)的限制?！耠娮杵鞯臉?biāo)志內(nèi)容及方法

⑴文字符號直標(biāo)法：用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值，額定功率、允許誤差等級等。符號前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值，其文字符號所表示的單位如表1-4所示。例如：1R5表示1.5

，2K7表示2.7k

。表1-4電阻器件的產(chǎn)品型號命名方法

T100.253K31R偏差

標(biāo)準(zhǔn)阻值額定功率

分類

導(dǎo)體材料

主稱1-5電阻器材料符號表示意義

第一部分.此部分由三個分類組成：用字母表示產(chǎn)品的主稱、導(dǎo)體材料、分類，個別分類也有用數(shù)碼表示的（如表1-5所示）。

第二部分.用數(shù)字表示額定功率的大小，單位為瓦[特]（W）。第三部分.按E系列用數(shù)字和符號相結(jié)合表示標(biāo)稱的大小，（Ω）。第四部分.用百分符號、羅馬數(shù)字、文字符號表示偏差的大?。ㄈ绫?。1-2所示）例如：RT10-0.25-33-I臥式碳膜電阻器0.25W3.3KΩ±5%.RJ7-2-10K–F精密金屬膜電阻器2W10KΩ±1%.RX-10-100±20%線繞電阻器10W100Ω±20%⑴

標(biāo)稱電阻

阻值、單位：Ω、kΩ（千歐）、ΜΩ（兆歐）、

GΩ（吉歐）、TΩ（太歐）。遇有小數(shù)時，常以Ω、K、M取代小數(shù)點，如:

0.1標(biāo)為Ω1；3.6Ω標(biāo)為3Ω6；

3.3KΩ標(biāo)為3K3；2.7MΩ標(biāo)為2M7。⑵

精度普通電阻器精度分為5%、±10%、±20%三種，在電阻標(biāo)稱值后，標(biāo)明Ⅰ（J）Ⅱ（K）Ⅲ（M）符號。精密電阻器的精度等級，可用不同符號標(biāo)明。見下表1-6表1-6精密電阻器的精度等級⑶

功率通常2W以下的電阻器不標(biāo)，通過外形尺寸即可判定，2W以上功率的電阻器用數(shù)字標(biāo)出。⑷

材料

2W以下的小功率電阻器，電阻器材料通常也不標(biāo)出。對于普通碳膜和金屬膜電阻器，通過外表顏色可以判定。通常碳膜電阻器涂色或棕色，金屬膜電阻器涂紅色或棕色。2W以上功率的電阻器大部分在電阻體上以符號標(biāo)出，符號含義如表1-7表1-7

電阻材料及代碼符號

例如：

RJ71－0.125－5k1－II

允許誤差

10%

標(biāo)稱阻值(5.1k

)

額定功率1/8W

型號

由標(biāo)號可知，它是精密金屬膜電阻器，額定功率為1/8W，標(biāo)稱阻值為5.1k

，允許誤差為

10%。

RJ71-0.125-5K1-Ⅱ

(2）色標(biāo)法：色標(biāo)法是將電阻器的類別及主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用顏色（色環(huán)或色點）標(biāo)注在它的外表面上。色標(biāo)電阻（色環(huán)電阻）器可分為三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)三種標(biāo)法。其含義如圖一、圖二、圖三所示。標(biāo)稱值第二位有效數(shù)字

標(biāo)稱值第一位有效數(shù)字

標(biāo)稱值有效數(shù)字后0的個數(shù)

允許誤差

標(biāo)稱值第一位有效數(shù)字

標(biāo)稱值第二位有效數(shù)字

標(biāo)稱值有效數(shù)字后0的個數(shù)

允許誤差

標(biāo)稱值第三位有效數(shù)字

（圖二）（圖一）

標(biāo)稱值第一位有效數(shù)字

標(biāo)稱值第二位有效數(shù)字

標(biāo)稱值有效數(shù)字后0的個數(shù)

允許誤差

（圖三）

（圖四）二、半導(dǎo)體元件識別檢測半導(dǎo)體器件概述

●半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。3、摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)，

半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性明顯增強(qiáng)。

2、光敏性：當(dāng)受到光照激發(fā)時，導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng)。

1、熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)。

(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等）。

半導(dǎo)體的基本知識一、本征半導(dǎo)體●半導(dǎo)體具有晶體結(jié)構(gòu)。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價健結(jié)構(gòu)共價健共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。價電子●●●●●●完全純凈的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。SiSiSiSiSiSiSiSi半導(dǎo)體的基本知識一、本征半導(dǎo)體●

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭?/p>

溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子價電子在溫升或受光照后獲得一定能量，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子(帶負(fù)電),同時共價鍵中留下一個空位,稱為空穴(帶正電)。

半導(dǎo)體的基本知識一、本征半導(dǎo)體●

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理SiSiSiSi在外電場的作用下，空穴吸引相鄰的價電子來補(bǔ)充。又產(chǎn)生一個新空穴相當(dāng)與空穴移動，也就是正電荷運動。

半導(dǎo)體的基本知識一、本征半導(dǎo)體●

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子和空穴成對的產(chǎn)生,同時又不斷的復(fù)合,在一定的溫度下達(dá)到動態(tài)平衡。在半導(dǎo)體上外加電壓時，將出現(xiàn)兩部分電流:

⑴自由電子作定向運動

電子電流

⑵價電子遞補(bǔ)空穴

空穴電流自由電子和空穴都稱為載流子。

半導(dǎo)體的基本知識二、N型半導(dǎo)體

摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價元素多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€電子變?yōu)檎x子

在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中,自由

電子是多數(shù)載流子，

空穴是少數(shù)載流子。SiSiSiSiP+SiSiSiSi

半導(dǎo)體的基本知識三、P型半導(dǎo)體

摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價元素B–硼原子接受一個電子變?yōu)樨?fù)離子空穴無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。擴(kuò)散形成空間電荷區(qū)，且使空間電荷區(qū)變寬。

半導(dǎo)體的基本知識四、PN結(jié)多子擴(kuò)散運動內(nèi)電場少子漂移運動載流子濃度差P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體1、PN結(jié)的形成－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++

半導(dǎo)體的基本知識四、PN結(jié)多子擴(kuò)散運動內(nèi)電場少子的漂移運動內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運動越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。

擴(kuò)散和漂移這一對相反的運動最終達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變?？臻g電荷區(qū)也稱PN結(jié)1、PN結(jié)的形成－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++P型N型2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦寓臥N結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄

P接正、N接負(fù)外電場IF內(nèi)外電場方向相反，相互削弱。

PN結(jié)加正向電壓但電壓值小于內(nèi)電場時，PN結(jié)變窄，正向電流較小。+–E外﹤E內(nèi)時，

E總?cè)宰柚苟嘧訑U(kuò)散，IF很小。

半導(dǎo)體的基本知識－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++PN內(nèi)電場2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦寓臥N結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)消失外電場IF

PN結(jié)加正向電壓但電壓值大于內(nèi)電場時，PN結(jié)消失，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)導(dǎo)通。動畫+–E外≥E外時，PN結(jié)消失。E總加速多子擴(kuò)散，IF很大。半導(dǎo)體的基本知識－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++PN內(nèi)電場PN結(jié)變寬⑵PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IR

P接負(fù)、N接正–+

PN結(jié)加反向電壓時，PN結(jié)變寬，反向電流較小,反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)外電場相互增強(qiáng)。更阻止多子擴(kuò)散。增強(qiáng)少子的漂移半導(dǎo)體的基本知識－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++－－－－++++溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度的升高而增加。2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦詜V反|

=V(BR)時，

IR急劇

，

PN結(jié)反向擊穿。PN結(jié)的反向擊穿特性雪崩擊穿齊納擊穿PN結(jié)摻雜濃度較低(lo較寬)發(fā)生條件外加反向電壓較大(>6V)

形成原因:

碰撞電離。V(BR)ID(mA)V(V)形成原因:

場致激發(fā)。

發(fā)生條件PN結(jié)摻雜濃度較高(lo較窄)外加反向電壓較小(<6V)

反向擊穿電壓一、二極管二極管實物圖：穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管晶體二極管按照所用的半導(dǎo)體材料：可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。根據(jù)其不同用途：可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、隔離二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管、硅功率開關(guān)二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。

二極管的分類按結(jié)構(gòu)分可分為:(1)點接觸型二極管;(2)面接觸型(面結(jié)型)二極管;(3)平面型二極管半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)⑴點接觸型

結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。半導(dǎo)體二極管金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)⑵面接觸型

結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)⑶平面型用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅⑷符號陰極陽極DPN+++---陽極陰極二極管的一般符號

二極管的符號發(fā)光二極管

穩(wěn)壓二極管

光敏二極管

變?nèi)荻O管

隧道二極管

溫度效應(yīng)二極管

to

雙向擊穿二極管

磁敏二極管

體效應(yīng)二極管

雙向二極管

交流開關(guān)二極管國產(chǎn)半導(dǎo)體器件的命名方式第一部分?jǐn)?shù)字字母字母(漢拼)數(shù)字字母(漢拼)電極數(shù)材料和極性器件類型序號規(guī)格號2—二極管3—

三極管第二部分第三部分A—鍺材料N型B—鍺材料P型C—硅材料N型D—硅材料P型A—鍺材料PNPB—鍺材料NPNC—硅材料PNPD—硅材料NPNP—普通管W—穩(wěn)壓管Z—整流管K—開關(guān)管U—光電管X—低頻小功率管G—高頻小功率管D—低頻大功率管A—高頻大功率管第四部分第五部分例：

2CP2AP2CZ2CW

普通硅二極管普通鍺二極管硅整流二極管硅穩(wěn)壓二極管命名方式美國半導(dǎo)體器件的命名方式第一部分字母數(shù)字字母數(shù)字字母

用途材料和極性美國電子工業(yè)協(xié)會注冊序號器件檔別第二部分第三部分第四部分第五部分1—二極管2—

三極管JAN-軍級JANTX-特軍級JANTXV-超特軍級JANS-宇航級（無）-非軍用品3—

三個PN結(jié)器件N—該器件已在美國電子工業(yè)協(xié)會注冊登記該器件在美國電子工業(yè)協(xié)會注冊登記順序號同一型號器件的不同檔別例：1N4001半導(dǎo)體二極管二、二極管的伏安特性硅管0.5V鍺管0.1V反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降

外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點：非線性硅0.6~0.8V鍺0.2~0.3VUI死區(qū)電壓PN+–PN–+反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。半導(dǎo)體二極管1.

最大整流電流

IOM2.

反向工作峰值電壓URWM3.

反向峰值電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?。IRM受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。

二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。

反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。三、主要參數(shù)1.極性判別觸絲半導(dǎo)體片2.二極管的檢測

紅表筆是(表內(nèi)電源)正極，黑表筆是(表內(nèi)電源)負(fù)極。數(shù)字式萬用表檢測在

擋進(jìn)行測量，當(dāng)PN結(jié)完好且正偏時，顯示值為PN結(jié)兩端的正向壓降(V)。反偏時，顯示。半導(dǎo)體-二極管普通二極管整流功能

1）半波整流

2）全波整流半導(dǎo)體-二極管普通二極管應(yīng)用實例交流發(fā)電機(jī)整流器齊納二極管穩(wěn)壓二極管符號：_+

穩(wěn)壓管正常工作時加反向電壓

穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。1）半導(dǎo)體-二極管齊納二極管齊納二極管可有許多用途，其中一個最重要的用途就是用于發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓器

光電二極管符號：光電二極管發(fā)光二極管有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似。半導(dǎo)體發(fā)光二極管

和普通二極管一樣，發(fā)光二極管是P-N結(jié)二極管；發(fā)光二極管正向?qū)〞r能夠發(fā)光；特性

1）發(fā)熱小，壽命長；

2）低功率消耗發(fā)出亮光；

3）較低電壓便可工作，反應(yīng)速度快發(fā)光二極管電路必須串接限流電阻汽車高位剎車燈汽車空調(diào)開關(guān)顯示1）半導(dǎo)體-二極管光敏二極管光敏二極管是P-N結(jié)二極管。這個P-N二極管是由半導(dǎo)體和透鏡組成。如果在有光線照射的光敏二極管加上反向電壓，則反向電流就會通過。反向電流強(qiáng)度的變化和照在光敏二極管的光線多少成比例。光敏二極管光敏二極管用于空調(diào)系統(tǒng)日照強(qiáng)度傳感器等。日照傳感器1－濾波器2－光電二極管3－等效電路一、整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。

常見的整流電路：半波、全波、橋式、倍壓整流和三相整流等。分析時可把二極管當(dāng)作理想元件處理：正向?qū)娮铻榱?，反向截止電阻為無窮大。二、整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦哉麟娐?–uDO三、單相半波整流電路2.工作原理u

正半周，Va>Vb3.工作波形u負(fù)半周，Va<Vb1.電路結(jié)構(gòu)動畫u

tOuoO整流電路uo–+DRLaTrubio+–Uo=0二極管D導(dǎo)通。二極管D截止。四、單相橋式整流電路1.電路結(jié)構(gòu)整流電路RLu1234ab+

–aRLu1234b+

–RLu1234ab+

–四、單相橋式整流電路2.工作原理⑴u

正半周，Va>Vb3.工作波形uD2uD41.電路結(jié)構(gòu)uouD

t

t動畫u

整流電路D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。RLu1234ab+

–iouo+

–2.工作原理

⑵u

負(fù)半周，Va<Vb3.工作波形uD1uD3uo

tuD

t動畫u紅為正半周藍(lán)為負(fù)半周uD2uD4整流電路四、單相橋式整流電路RLu1234abD2、D4

導(dǎo)通，D1、D3

截止。+

–iouo+

–二、三極管三極管實物圖：三極管實物圖什么是三極管構(gòu)成兩個PN結(jié)的三個半導(dǎo)體區(qū)域，引出三個電極，封上外殼而組成的半導(dǎo)體器件。85三極管的結(jié)構(gòu)三極管又叫半導(dǎo)體三極管或晶體三極管，，三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個背靠背的的PN結(jié)，引出三個電極封裝而成，三極管按照它的結(jié)構(gòu)我們分為PNP型和NPN型?？磮D

86三極管的三個電極三極管的三個極是我們在維修工作中需關(guān)注的檢測點，我們可以簡單的把三極管的B（基極）和C（集電極）看成一個PN型的二極管，將B(基極)和E(發(fā)射極)看成另外一個PN型二極管，87

下圖是NPN型三極管的圖形符號，三極管的三個電極分別用基極B集電極C發(fā)射極E來表示，其中箭頭方向表示發(fā)射極的電流的實際流向。

88

下圖是PNP型三極管的圖形符號，它的箭頭方向和NPN型的相反，但意義一樣。在我們的電路圖中，三極管的表示字母也不相同，有Q的也有V的來表示注意：①發(fā)射區(qū)與集電區(qū)顯然是同一半導(dǎo)體，但不能互換。原因是發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，主要任務(wù)是發(fā)射載流子；而集電區(qū)濃度較低，主要任務(wù)是接受載流子。（但它比基區(qū)濃度高。）結(jié)構(gòu)特點：是一個具有兩個背靠背的PN結(jié)、三個電極的半導(dǎo)體器件。集電結(jié)②集電區(qū)的尺寸比發(fā)射區(qū)大，集電結(jié)比發(fā)射結(jié)厚。③基區(qū)摻雜濃度低而且很薄，幾個微米~幾十個微米，使發(fā)射區(qū)發(fā)射的載流子很容易穿過基區(qū)到達(dá)集電區(qū)（發(fā)射區(qū)比基區(qū)濃度高幾百幾千倍）任務(wù)是傳送和控制載流子,同時復(fù)合部分電子,控制傳送比例。集電結(jié)另一種型號的三極管為：PNP型如圖所示。符號為：

BCE箭頭表示電流流向NPN型管子大多由硅材料制成，PNP型管子通常用鍺材料制成。

集電結(jié)發(fā)射結(jié)三極管分類：按材料分：硅管、鍺管按功率分：

小功率管<500mW按結(jié)構(gòu)分：NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.5

1W二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏2.滿足放大條件的三種電路2.1.2三極管的工作原理一、三極管的電流放大作用

1.三極管放大的條件三極管實現(xiàn)電流放大的外部偏置條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，此時，各電極電位之間的關(guān)系是：

NPN型UC＞UB＞UEPNP型UC＜UB＜UE

如圖2.2所示。

圖2.2三極管放大的外部偏置條件

2.電流分配關(guān)系

圖2.3是NPN管放大實驗電路。圖2.3放大實驗電路電路中的三極管的偏置滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

調(diào)節(jié)Rb，改變IB的大小，得出相應(yīng)的IC和IE的數(shù)據(jù)，如表2.1所示。表2.1電流放大實驗數(shù)據(jù)

IB(mA)

-0.004

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05IC(mA)0.0040.011.092.083.074.065.05

IE(mA)00.011.102.103.104.105.10由表可得：三極管各電極電流分配關(guān)系是：

IE=IB+IC由于基極電流很小，因而IE≈IC。1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流

IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴(kuò)散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成IBN。IBN基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空穴運動因濃度低而忽略)ICNIEIBNI

CBOIB3)集電結(jié)反偏，使集電極電位高于基極電位，于是在集電結(jié)上有一個較強(qiáng)的電場，把由發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的自由電子大部分拉到集電區(qū)，形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBO101

3.放大作用的實質(zhì)

由上述實驗結(jié)果可知，當(dāng)IB有一微小變化時，能引起IC較大的變化，這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。

電流放大作用的實質(zhì)是通過改變基極電流IB的大小，達(dá)到控制IC的目的，而并不是真正把微小電流放大了，因此稱三極管為電流控制型器件。103在進(jìn)行電路檢測時，我們檢測提到飽和導(dǎo)通，截止和放大。這是三極管的三種工作狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)當(dāng)三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓低于起始電壓時，三極管無工作電流，這個時候，三極管失去放大作用，呈高阻狀態(tài)，集電極與發(fā)射極之間的電壓相當(dāng)于工作電壓，集電極與發(fā)射極之間的電阻很大，相當(dāng)于開關(guān)斷開狀態(tài)，這時稱三極管截止。當(dāng)三極管的工作電流為零或很小時，即Ib=0時，IC和Ie也為零或很小，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。

三極管的三種狀態(tài)飽和狀態(tài)三極管基極與發(fā)射極之間的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于起始電壓，三極管中集電極電流很大，這時，三極管失去放大作用，呈低阻狀態(tài)，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極與發(fā)射極之間的電阻也很小，相當(dāng)于開關(guān)閉合，這時，我們稱三極管飽和導(dǎo)通。

放大狀態(tài)當(dāng)NPN型三極管的VC大于Vb大于Ve或PNP型三極管的Ve大于Vb大于VC

，并且三極管的基極與發(fā)射極之間的電壓差的絕對值接近三極管的起始電壓時，三極管的集電極電流受控于基極電流，這時稱三極管處于放大狀態(tài)。簡化表方便記憶107三極管的開關(guān)電路三極管在電路中通常起到放大和開關(guān)的作用，放大剛剛說完，下面來說說開關(guān)，開關(guān)電路中的三極管工作在飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)下。在手機(jī)電路中，除了利用三極管的放大作用，還利用其做開關(guān)電路。三極管開關(guān)電路在手機(jī)電路中通常用做某個單元電路或電源電子開關(guān)。108前面我們已經(jīng)對三極管的飽和導(dǎo)通和截止做了簡單的描述，以NPN三極管來說，當(dāng)三極管的基極有一個高電平時（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三極管起始電壓的電壓）則三極管飽和導(dǎo)通，這時，三極管集電極與發(fā)射極之間的電阻很小，發(fā)射極電壓基本等于集電極電壓，相開關(guān)閉合一樣，當(dāng)三極管的基極有一個低電平時（遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于三極管起始電壓的電壓）三極管截止，這時三極管集電極與發(fā)射極之間的電阻很大，集電極電壓近似等于電源電壓，發(fā)射極電壓近似等于0，就像開關(guān)斷開一樣，在三極管電路中，一些電源的電子開關(guān)電路基本如圖110對上面的開關(guān)電路我們