《汽車電工電子基礎(chǔ)》課件 5.3三極管及其測量

新能源汽車檢測與維修專業(yè)基礎(chǔ)課汽車電工電子基礎(chǔ)汽車工程系新能源汽車教研組汽車工程系新能源汽車教研組項目五：汽車中常用的半導(dǎo)體器件

三極管（2課時）

01應(yīng)知、應(yīng)會

02課程內(nèi)容

03課后小結(jié)

04課堂考核本節(jié)課的我們應(yīng)該完成的內(nèi)容汽車工程系新能源汽車教研組Part01應(yīng)知、應(yīng)會汽車工程系新能源汽車教研組掌握三極管的檢測及應(yīng)用方式010203認(rèn)識三極管，能正確畫出三極管的符號。了解三極管的3種狀態(tài)和基本參數(shù)汽車工程系新能源汽車教研組

三極管及其測量Part02課程內(nèi)容汽車工程系新能源汽車教研組1.三極管的概念汽車工程系新能源汽車教研組（1）三極管三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關(guān)。小功率塑料封裝三極管小功率金屬圓殼封裝三極管大功率塑料封裝三極管大功率金屬殼封裝三極管貼片三極管1.三極管的概念汽車工程系新能源汽車教研組（2）三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，分為NPN型、PNP型。它是由兩個相距很近的PN結(jié)組成的，是在一塊半導(dǎo)體晶片上制造三個摻雜區(qū)，形成兩個PN結(jié)，再引出三個電極，用管殼封裝，實物如圖所示。NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)—基區(qū)—發(fā)射區(qū)—集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型ECB（2）符號PPNEBCECBPNP型（1）結(jié)構(gòu)示意圖1.三極管的概念汽車工程系新能源汽車教研組BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管箭頭朝里PNP型三極管箭頭朝外箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正偏時發(fā)射極電流的流向1.三極管的概念汽車工程系新能源汽車教研組（3）三極管的參數(shù)①電流放大倍數(shù)β三極管在有輸入信號的情況下，輸出信號的電流變化與輸入信號的電流變化之比，稱為電流放大倍數(shù)，也就是一般簡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。②穿透電流ICEO當(dāng)基極b開路時，集電極c、發(fā)射極e之間加上一定電壓時，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I。三極管的穿透電流越小，管子的質(zhì)量越好。③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)。2.三極管的三種狀態(tài)汽車工程系新能源汽車教研組（1）截止當(dāng)NPN型三極管連接成如圖（a）所示電路時，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，稱為三極管的截止?fàn)顟B(tài)。如果把ce間看作一個開關(guān)的兩端，截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于開關(guān)斷開。對于PNP型三極管，發(fā)射極e與基極b電位差小于0.7V，如圖（b）所示，基極加了反向偏壓，PNP三極管截止。bce電位差小于0.7v

bce電位差小于0.7v

ce間沒有電流流過ce間沒有電流流過高電位低電位低電位高電位（a）（b）2.三極管的三種狀態(tài)汽車工程系新能源汽車教研組（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。bce電位差大于0.7v

bce電位差大于0.7v

輸出信號輸出信號高電位低電位低電位高電位（a）（b）2.三極管的三種狀態(tài)汽車工程系新能源汽車教研組（3）飽和在放大狀態(tài)，三極管ce之間的電流是隨著基極b的電流增大而增大的。但是，當(dāng)三極管的基極電流增加到一定值時，再增大正向偏壓，加大基極電流，ce之間的電流維持在一個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)于一個開關(guān)的兩端閉合。在分析汽車電路中，如果遇到三極管飽和的狀態(tài)，可認(rèn)為c、e電位相等。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組（1）三極管的檢測方法在實際工作中，經(jīng)常遇到判別三極管管型、管腳極性判別問題，以及檢測判斷三極管是否損壞的問題。判定的方法主要有目測和萬用表檢測兩種方法，實際工作中經(jīng)常采用目測法，在目測法不能做出準(zhǔn)確判斷時，再利用萬用表進(jìn)行檢測。①目測法

a）管型的判別一般，管型是NPN還是PNP應(yīng)從管殼上標(biāo)注的型號來辨別。依照部頒標(biāo)準(zhǔn)，三極管型號的第二位（字母），A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：3AX為PNP型低頻小功率管3BX為NPN型低頻小功率管3CG為PNP型高頻小功率管3DG為NPN型高頻小功率管3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組b）管極的判別常用中小功率三極管有金屬圓殼和塑料封裝（半柱型）等外型，圖T305介紹了三種典型的外形和管極排列方式。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組（2）三極管的應(yīng)用①三極管基本放大電路按照三極管處于放大狀態(tài)的條件構(gòu)成三極管基本放大電路，如圖所示。圖為NPN管放大電路。放大電路在工作時，NPN管的集電極必須接高電位。需要被放大的信號從基極輸入，經(jīng)過三極管放大后，放大了的信號從集電極輸出。三極管的放大電路能夠?qū)膫鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘栠M(jìn)行放大，然后傳輸?shù)狡囯娍貑卧‥CU）。三極管的基本放大電路3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組汽車短路探測器

三極管在汽車電子電路中，主要用來對微弱信號進(jìn)行放大。汽車在行駛過程中，由于顛簸、振動等原因，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。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組探測器工作原理：當(dāng)導(dǎo)線搭鐵后，在搭鐵點就會產(chǎn)生短路電流，短路點就會向周圍發(fā)出高次諧波信號。這個信號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。這個信號很微弱，經(jīng)過三極管VT1放大后，在VT1的集電極就會得到放大了的交變信號，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)射極的耳機發(fā)出聲響。傳感器越接近故障點，接收到的信號越強，經(jīng)過放大后，發(fā)光二極管越亮，耳機發(fā)出的聲響越強。根據(jù)發(fā)光二極管亮度變化和耳機聲音變化，就能快速找到故障點。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組②三極管開關(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，就如同一個開關(guān)的斷開與閉合狀態(tài)交替變換一樣。NPN型管和PNP型管的開關(guān)電路組成和工作原理類似，只不過PNP型管加在基極b上的控制信號要低于發(fā)射極電位，如圖所示。NPN型管PNP型管3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組③多級開關(guān)電路有時在電路中為了控制的需要，要用到兩級或三級開關(guān)電路，這些電路在汽車發(fā)電機電子調(diào)壓器電路中經(jīng)常用到。如圖（a）所示為兩級開關(guān)電路，圖（b）所示為三級開關(guān)電路。（a）三極管兩極開關(guān)電路（b）三極管三極開關(guān)電路3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組④汽車電子電路中的三極管開關(guān)電路a）國產(chǎn)JFT106型電子調(diào)節(jié)器國產(chǎn)JFT106型電子調(diào)節(jié)器為14V外搭鐵式，調(diào)節(jié)電壓為13.8~14.6V，可與14V、750W的九管外搭鐵硅整流發(fā)電機配套使用，也可與14V、1000W的普通六管硅整流發(fā)電機配套使用，其電路如圖所示。JFT106型電子調(diào)壓器電路3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組b）蓄電池液位報警電路汽車電路中包含很多信號報警電路，基本原理就是監(jiān)控一個點的電位變化，來控制三極管的開關(guān)，發(fā)出聲音或光的報警信號。如圖所示為監(jiān)測蓄電池液位報警電路。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組⑤光電三極管光電三極管在原理上類似于三極管，只是它的集電結(jié)為光電二極管結(jié)構(gòu)。它的等效電路和符號如圖所示。光電三極管的基本應(yīng)用電路如圖所示。A點電位隨著外界光線的照射而發(fā)生變化。3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組在汽車上，光電式傳感器被應(yīng)用到許多場合，主要有：曲軸位置檢測、車高位置檢測、轉(zhuǎn)向角度檢測、車速傳感器等。均是利用在光傳感器的中間設(shè)置遮擋物，利用遮擋物是否擋住光線，來判斷遮擋物的位置（遮擋物均和被檢測的對象連接在一起），傳遞位置信號或轉(zhuǎn)過的遮擋物的個數(shù)信號。如圖所示為NISSAN公司光電式曲軸位置傳感器。傳感器裝在分電器軸上，隨著分電器軸的轉(zhuǎn)動，信號盤交替遮擋傳感器的光線，發(fā)出表征曲軸位置的信號。信號縫隙信號縫隙3.三極管的檢測及應(yīng)用汽車工程系新能源汽車教研組圖所示為光電式車速傳感器。光電式車速傳感器裝在組合儀表內(nèi)，由帶切槽的轉(zhuǎn)子和光電耦合器組成。帶切槽的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)軸驅(qū)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，盤齒間斷地遮住發(fā)光二極管光源，使光電三極管的輸出電壓發(fā)生變化。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈，輸出20個脈沖，經(jīng)分頻后變成4個脈沖，送給ECU。3.