汽车电工电子技术 第2版 课件 单元2汽车电子基础

2.1

电阻

任务目标能写出欧姆定律、串联电路电压分配、电功率3个公式；能说出电阻的定义、分类和2个主要参数;能在电路图中以画电压表的方式示意电位和电压的测量；能说出课内介绍的不同类型电阻的1-2个应用案例。1、电阻的主要参数：（1）电阻值。1MΩ=1000kΩ=1,000,000Ω注意：电阻值大，电阻体积不一定大。（2）功率。1kW=1000W注意：电阻相同，电阻体积大，功率也大。任务作业1.图中的电阻上标识的这个电阻2个主要参数是什么含义？2.请用画圈的方式在右图中圈出3种不同类型的电阻。电阻电路最重要的3个计算公式练习1（上传到“学习通”相关作业）请计算100W/220V灯泡的额定电流是多大？请计算100W/220V灯泡的电阻是多大？计算结果必须有单位！！！电阻---形形色色的电阻-固定电阻电阻的体积和电阻值有关吗？电阻---形形色色的电阻-固定电阻电阻的体积和电阻值有关吗？练习2（上传到“学习通”相关作业）请用网络搜索“金属膜电阻”；请在网店搜索，找到“6.8Ω/5W水泥电阻”的图片和价格。请在网店搜索，找到“6.8Ω/50W水泥电阻”的图片和价格。

电阻---形形色色的电阻-可变电阻（也叫：电位器）电阻的体积和电阻值有关吗？

电阻---形形色色的电阻-可变电阻（也叫：电位器）旋转式电位器1（270°旋转）电阻---形形色色的电阻-可变电阻-----直滑式电位器）直滑式电位器练习3（上传到“学习通”相关作业）请用网络搜索“电位器”；请在网店搜索，找到“10KΩ/2W单圈音量电位器”的图片和价格。电阻---形形色色的电阻-多圈电位器（也叫精密电位器）旋转式电位器2多圈电位器（也叫精密电位器）电阻---形形色色的电阻-光敏电阻（一种用于检测光照度的传感器）电阻---形形色色的电阻-NTC热敏电阻（一种用于检测温度的传感器）（1）读数据流检测法；（2）在线（接通电源时）电位/电压检测法；（3）离线（断开电源时)检测法。推荐同学们养成使练习4（上传到“学习通”相关作业）请用网络搜索“热敏电阻”；请在网店搜索，找到“PT100薄膜铂电阻”的图片和价格。电阻---形形色色的电阻-PTC热敏电阻（用于单点温控的加热器和其它场合）采用PTC热敏电阻的CRT彩色电视机消磁电路电阻---形形色色的电阻-可变电阻微调电阻讨论：

这个电路板上的元件哪些是电阻？电阻1、电阻的主要参数：

（1）电阻值。1MΩ=1000kΩ=1,000,000Ω

注意：电阻值大，电阻体积不一定大。

（2）功率。1kW=1000W注意：电阻相同，电阻体积大，功率也大。电阻电阻在电路中的作用：

（1）设置电路中的工作点（1.电位；2.电流。）

例如：三极管放大器的静态工作点；早期散热风扇的低速档。

电位：电路接地点（也称：0点）到测试的的电压.记作：V?电压：电路中2点之间的电位差。记作：UXY讨论：请在触摸开关电路图中用画电压表的方式，示意检测：VAVBUCD电阻电阻在电路中的作用：

（2）分流电流。

例如：蓄电池高率放电计（蓄电池容量检测仪）。

想一想：为什么高率放电计使用时要求测量时间“5s左右”？测量时应将两又尖紧压在单体电池的正、负极柱上,历时5s左右,观察大负荷放电情况下蓄电池所能保持的端电压。练习51.图1中电压表V1和电压表V2的读数随可变电阻Rp的变化关系是：

Rp↓

→

V1→

2.图2中如果RB2变大（假如RB2是NTC热敏电阻，温度应怎样变化？）B点电位会怎样变化？图1图2练习6（上传到“学习通”相关作业）请用网络搜索“蓄电池检测仪”，了解蓄电池检测仪的工作原理和使用方法；请在网店搜索，找一个价钱在200元左右的“蓄电池检测仪”的图片和价格。小结欧姆定律、串联电路电压分配、电功率3个公式；电阻的定义、分类和2个主要参数；不同类型电阻的应用案例。谢谢！

2.1

电容

学习电阻技术，

先从认识电子元件开始。电容器1、电容器的主要参数：

（1）电容量（值）

1F=106uF=1012

pF

（2）耐压值绝缘介质决定课堂活动1请使用网络搜索“电容器”的以下知识（截图）：

（1）电容器的定义；（2）电容器的分类；

（3）电容器的主要参数。

请找出图中的电解电容器请找出图中的电容器，并在网购中找到其名称电容器分类按引脚性质分类：

电容器分为无极电容器和电解电容器。正极负极负极负极负极课堂活动2请在网店中搜索以下“电容器”的图片及价格（截图）：

（1）电容器:0.1uF(找出4种以上的不同外观)；

（2）直插铝电解电容器：220uF/35V

（3）启动电容器(找出3种以上不同用途）；（4）贴片电容（无极和电解电容）；

电容器的导电特性1、通交流隔直流；2、通高频阻低频。多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

并（极板正对面积加大）大串（极板距离变大）小

多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn Xc=1/ωC=1/2πfC

通交流隔直流通高频阻低频课堂练习1、电容器的特点：通XX，隔xx；通xx，阻xx。2、电容器的单位？3、滤波电路利用了电容器的什么特性？4、耦合电容电路利用了电容器的什么特性？5、电解电容器接入电路时，要注意引脚的xx。可变电容器微调电容专业技术

人员调整用户调整电路板上借助工具调整的任何可调元件，非专业人员不要随意调整！应用拓展电容式麦克风电容式液位传感器作业谢谢！电烙铁日常维护与保养一、概述烙铁头型号有圆锥形，扁平型（凿型）和马蹄形三种，我们常用的为扁平型（凿型）。

我们常用的电烙铁为白光电烙铁：HAKKO-936，FX-888，FX-888D●外热式：烙铁头安装在加热体内。●内热式：烙铁头安装在加热体外。●恒温式：可调节温度，电控和磁控。

我们先介绍一下普通烙铁的简单原理.普通烙铁采用热量储能式，烙铁头内有一个储能头。它的作用是遇到焊点时，把储存的热量传到焊点上。焊点大小不同（如元器件大小，引线粗细，地线长短，散热面大小不同）,焊点吸收的热量是不同的。因为普通烙铁的加热功率恒定，焊点所需热量越大，温度越高，烙铁头越大，烙铁的功率也越大。所以，普通烙铁是按照不同的瓦数来划分的。

电烙铁

对某一个焊点来说，它所需要的热量是一定的，如果焊接时提供的热量过小，焊点的温度过低，会导致虚焊（焊锡未达到熔点温度）；如果焊接时提供的热量过大，则会导致焊点温度过高，可能烧坏芯片或板子。普通烙铁来说，由操作者控制来保证提供合适的热量主要靠二点：电烙铁（一）需控制烙铁头接触焊点的时间，如果操作者接触焊点的时间过长，烙铁提供的热量大于焊点需要的热量，会造成焊点温度过高；（二）需控制烙铁头的温度，假如刚完成一个大焊点的焊接，烙铁头散热较大，那就需等待一段时间让烙铁头从电源获得足够的能量并升温到合适的温度，再让烙铁头与焊点接触。

电烙铁

显然，要求在每个焊点焊接时都作到这二点是不容易的。另外，普通烙铁在内部设有测温元件，当所测温度超过所设温度上限时,切断电源,烙铁头温度开始下降。烙铁头温度下降的速度与焊点大小,焊接速度，储能大小等因素有关.当烙铁头温度下降到温度下限时,电源又接通,烙铁头温度开始上升,当烙铁头温度超过所设温度上限时,电源切断,如此反复。

电烙铁

1.烙铁头温度波动大且容易过热在通过测温元件控制电源断电和通电的这个过程中，由于普通烙铁的功率恒定，烙铁头的功率反复在0瓦与某一瓦数间切换，烙铁头的温度势必也在某一范围内波动，有时烙铁头的温度还会超过所设定的温度，这时更难保证合格的焊接质量。

普通烙铁的这一加热方式,主要容易产生以下几个问题:

2.烙铁头的功率不能随焊点大小变化焊接时焊点大小不同,所需的加热功率不同,但普通烙铁功率固定,碰到小焊点,有可能温度过高,碰到大焊点,等待加热的时间会变长(生产率降低)。因此，大功率的烙铁适合大焊点，小功率的烙铁适合小焊点，假如焊接时，既有大焊点，又有小焊点，你用普通烙铁就会感到很不方便。

普通烙铁的这一加热方式,主要容易产生以下几个问题:3.升温慢，热惯性大由于普通烙铁头有储能头，体积较大，所以烙铁头的温度升温慢，热惯性大。

普通烙铁的这一加热方式,主要容易产生以下几个问题:常规的外加热设计 居里点加热设计 埃莎内加热设计常规的线圈加热芯(40-60W)高频电流在居里点升温(30-40W)高功率ＰＴＣ陶瓷加热芯(60-290W) =实际传感器位置

=最理想传感器位置d =与之间的间距d1d2d3d2<

d1d3<

d2<

d1不同加热和控制系统的比较

二、常用恒温电烙铁简介HAKKO-936功率：60WFX-888功率：70WFX-888D功率：70WFX-888、888D优点防噪音垫片可以减轻放烙铁时的振动和噪音清洁丝清洁橡胶片清洁海绵一个烙铁架，三种清洁方法：（1）海绵：在海绵里加点水，可以除去粘在烙铁头上的焊锡和污物。（2）清洁丝：将烙铁头插入极细的金属丝中，可以清除烙铁头上污物。这种金属丝，可以让烙铁头上留有适量的焊锡，具有抑制氧化的效果。因为不用水，所以可以避免烙铁头温度的极具下降，以及因水而造成的氧化加速。（3）橡胶片：硅胶擦拭橡胶片可以擦去烙铁头上的污物。因为不用水，所以可以避免烙铁头温度极具下降，以及因水而造成的氧化加速。（4）烙铁架的地面是装卸式的碎屑托盘，更加便于保养。FX-888、888D优点特点：（1）比传统936节省约50%安装面积，能确保生产现场有充裕的工作空间。（2）焊台输出功率比传统936提高达30%。（3）采用焊嘴与发热元件分体设计，节省运营成本。（4）保护管比传统焊台细小，确保作业视野清晰，即使用于组件密集的电路板，仍然操作自如。

（5）集3个清洁嘴方法及静音于一身的烙铁架，焊铁插入时所产生的声音及振动减少达30%，可同时使用清洁海绵、焊嘴清洁丝或清洁橡胶片清洁焊嘴。（6）烙铁架放置清洁海绵的部分用圆角设计，放置烙铁时不会撞手。1、FX-888发热元件的功率增加到65W：（1）输出功率比原有的936增加了30%。另外，提高了烙铁头的热容量，使发热元件的热传导效率更好。从而，升温至350℃的时间加快了20秒，而且，连续使用时烙铁头的温度下降也有所减少。（2）同样的工作量，却可以缩短工作时间，大幅度提高了工作效率。1、FX-888特点：（1）焊台操作简单，采用数码显示操作，设定温度一目了然。（2）提供密码设定加锁，防止恶意或不小心改变设定。（3）便捷高效的温度管理，搭载有温度预设模式及温度校准功能。（4）特设多功能烙铁架，除可使用清洁海绵外，还附带清洁丝，大大提升焊嘴清洁效能。

（5）可另购置其它三款手柄工具，迎合不同工作需要。2、FX-888D卓越的热回复性：（1）输出功率比原有的936增加了30%。而且，由于采用了热传导性能优越的T18系列烙铁头，实现了卓越的热回复性。因此，可以降低焊接时的设定温度，这样不仅能减少对被焊接零部件的热影响，而且减轻了烙铁头因氧化而导致的使用寿命缩短。（2）同样的工作量，却可以缩短工作时间，大幅度提高了工作效率。2、FX-888D三、烙铁的维护与保养（1）烙铁头温度：温度过高会减弱烙铁头功能和使用寿命，因此应选择尽可能低的温度，正常焊接设定温度为300℃±10℃。（2）清洁：应定期使用清洁海绵清理烙铁头，焊接后烙铁头的残余焊剂所衍生的氧化物和碳化物会损坏烙铁头，造成焊接误差，或者使烙铁头的导热功能减退。（3）当不使用时：不使用烙铁时，不允许烙铁长时间处于高温状态，会使烙铁头上的焊接转化为氧化物，致使烙铁头功能大为减退。（4）使用后：使用后，应抹净烙铁头，镀锡，防止烙铁头氧化。烙铁头的清洗烙铁头清洗时海绵用水过量，烙铁温度会急速下降，锡渣就不容易落掉,水量不足时海绵会被烧掉.清洗的原理：水份适量时，烙铁头接触的瞬时，水会沸腾波动，达到清洗的目的。海绵浸湿的方法：1.泡在水里清洗2.轻轻挤压海绵，可挤出3~4滴水珠为宜

3.一般一天清洗一次海绵.烙铁清洗时海绵水份若过多烙铁头会急速冷却导致电气镀金层脱离，并且锡珠不易弄掉。海绵清洗时若无水，烙铁会熔化海绵，诱发焊锡不良.每次在焊接开始前都要清洗烙铁头烙铁头在空气中暴露时，烙铁头表面被氧化形成氧化层表面的氧化物与锡珠没有亲合性，焊锡时焊锡强度弱.海绵孔及边都可以清洗烙铁头要轻轻的均匀的擦动海绵面上不要被清洗的异物覆盖,否则异物会再次粘在烙铁头上碰击时不会把锡珠弄掉反而会把烙铁头碰坏烙铁头的保养焊锡作业结束后烙铁头必须留有余锡

防止烙铁头氧化，与锡保持亲合性，可以方便作业并且延长烙铁寿命。焊锡作业结束后烙铁头必须均匀留有余锡这样锡会承担一部分热并且保证烙铁头不被空气氧化延长烙铁寿命电源Off电源Off不留余锡而把电源关掉时，温度慢慢下降，会发生热氧化，减少烙铁寿命

焊嘴的保养：适当地使用焊嘴和经常注意焊嘴的保养，能大大增加焊嘴的寿命。1）进行焊接前

必须先把清洁海绵湿水，再挤干多余水份，这样才可以使焊嘴得到良好的清洁效果。如果使用非湿润的清洁海绵，会使焊嘴受损而导致不上锡。2）进行焊接工作中

以下焊接的顺序可以使焊嘴得到焊锡的保护及减低氧化速度。3）进行焊接后

先把温度调到300℃，然后清洁焊嘴，再加上一层新焊锡作保护。（如果使用非控温烙铁，先把电源切掉，让焊嘴温度稍为降低后才上锡）。4）焊嘴氧化物的清理

先把焊嘴温度调至300℃，再用清洁海绵清洁焊嘴，然后再上锡，不断重复动作，直至把氧化物清理为止。5）其他注意事项---尽量使用低温焊接，如果焊嘴温度超过470℃，他的氧化速度是380℃的2倍。---请经常保持焊嘴上锡，防止氧化。---焊接时，请勿施压过大，否则会使焊嘴受损变形。只要焊嘴能充分接触焊点，热量就可以传递。另外，选择合适的焊嘴也能帮助传递。谢谢观看！项目1锡焊工艺

任务1线材焊接工艺锡焊知识锡焊：

锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后，渗入并充填金属件连接处间隙，且在焊锡与金属连接件界面形成合金，从而实现不同金属连接件之间可靠的机械与电气连接的焊接方法。锡焊知识焊接条件：

电路板焊接时相关的因素：焊件大小电烙铁功率焊锡含锡量现场温度现场风速等因素有关。锡焊知识锡焊常用工具与材料：

锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后，渗入并充填金属件连接处间隙，且在焊锡与金属连接件界面形成合金，从而实现不同金属连接件之间可靠的机械与电气连接的焊接方法。线材的焊接剥线钳线材焊接相关工具--剥线钳线材的焊接线材焊接---铰接与焊接工艺线材的焊接线材焊接---铰接与焊接工艺学习拓展课程思政_创新与知识产权意识培养

任何产品都难免存在缺陷，这个作品虽然很简单实用，但仍然存在改进的余地。怎么找到改进的思路？建议你试试以下方式：1、把作品交给一线的专业人员用，他们很容易发现用起来哪里不方便；2.上购物网站浏览专业厂家的产品，了解其功能；3.专利查寻网站查“二极管试灯”为关键词的专利。注意：申报专利是保护创新的终于手段，也许你的创新可以申请专利。课程思政_责任与担当意识

汽车使用环境恶劣，震动和有害物质腐蚀造成导线断路故障比较常见，在维修工作中，高质量的接线工艺是减少这类故障的有效措施。一个接点的故障，可能造成一次交通事故或者一次工作事故。

（案例）

为了未来我们的客户少一点损失，请重视接线工艺技能和质量的学习！小结线材铰接工艺；线材焊接工艺；线材接线绝缘处理工艺；锡焊原理；电烙铁认知、网购与烙铁头处理工艺；线材接线工艺的意义（工作意义和社会意义）。

谢谢！二零一八年九月半导体基础知识教学内容第9章半导体器件9.1半导体的导电特性9.2二极管9.3稳压二极管9.4双极型晶体三极管9.5光电器件教学大纲要求：（1）理解半导体二极管、双极型三极管的工作原理；（2）掌握由二极管组成的削波、钳位及整流电路的分析方法。重点：半导体二极管、双极型三极管的工作原理。难点：双极型三极管的工作原理。半导体材料本征半导体杂质半导体P型半导体N型半导体物质导电能力的改变热激发、掺杂、光照本征半导体导电机理本征激发（热激发）=自由电子、空穴杂质半导体特性多数载流子（多子）、少数载流子（少子）PN结的形成及特点PN结：P区与N区的结合处单向导电半导体特性PN结一种物质的导电性能取决于它的载流子密度（浓度）。

完全纯净的、晶格完整的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价键结构共价键

Si

Si

Si

Si价电子

共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子（或价电子），常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，导电能力很弱。现代电子学中，用的最多的半导体材料是硅（14号）和锗（32号），它们的最外层电子（价电子）都是四个。本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时，价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子，它的导电能力为0。当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。

在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。2、自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断复合。

3、在一定温度下，电子空穴对的产生和复合达到动态平衡，于是半导体中的载流子数目便维持一定。特点：1、半导体有两种载流子：自由电子和空穴N型、P型半导体的特点：1、N型半导体：本征半导体中掺入五价元素。2、N型半导体中多子自由电子，

少子空穴。1、P型半导体：本征半导体中掺入三价元素。2、P型半导体中多子空穴，

少子自由电子。1.在杂质半导体中多子的数量主要与

（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是

，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba小结：PN结的形成初始时刻稳定时刻PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体

内电场促进反向的少子漂移运动。空间电荷区也称PN结

扩散和漂移（相反的运动）最终会达到动态平衡，此时的空间电荷区，其厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－多子扩散，自由电子和空穴互相中和，只剩下带电离子，形成空间电荷区，产生内电场。1、空间电荷区中几乎没有载流子---耗尽层2、内电场阻碍多子的扩散运动，促进少子的漂移运动。3、P区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小即漂移电流很小，nA级。请注意4、扩散与漂移达到动态平衡时,空间电荷区的宽度基本稳定,PN结处于相对稳定状态。二、PN结的单向导电性1.PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场IF

PN结外加正向电压时，PN结变窄，正向扩散电流较大，PN结体现的电阻很小(导通/闭合状态)。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–PN结变宽2.PN结加反向电压（反向偏置）外电场IRP接负、N接正温度越高，少子越多，反向饱和电流越大。–+PN结外加反向电压时，PN结变宽，反向飘移电流很小，PN结体现的电阻很大(截止/断开状态)。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－结论：PN结具有单向导电特性单向导电性：P+N—。阴极阳极(

d

)

符号D二极管1.半导体及其导电特性1.半导体及其导电特性光敏特性：当受外界光的作用时，它的导电能力明显变化。

测光强度----光敏器件（光敏电阻、摄像头）P型半导体里空穴多2半导体二极管

二极管=PN结+管壳+引线结构:符号阳极+阴极-PN结具有单向导电性负极标志二极管按结构分三大类：(1)点接触型二极管

PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。2半导体二极管(2)面接触型二极管PN结面积大，用于大电流整流电路。2半导体二极管(3)平面型二极管用于集成电路制造工艺中，PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。2半导体二极管二极管档位测量读数含义是：

二极管的正向压降，单位是mV。读数不是电阻值课堂练习：请观看学习通“二极管检测视频”，然后检测电子积木中的二极管。3半导体二极管主要参数谢谢！2.6汽车发电机整理电路一、二极管整流电路我们知道,汽车上有蓄电池和交流发电机两个电源,汽车上的用电设备使用直流电,而交流发电机发出三相交流电,所以需要一种电路将三相交流电转变为直流电。我们可以利用二极管的单向导电性来搭建这种电路。1.整流电路概念将交流电转换成单向脉动电流的过程称为整流,能够完成这种功能的电路称为整流电路,通常整流电路利用二极管进行搭建,运用二极管的单向导电性进行整流。2.单相半波整流电路单相半波整流就是对单相交流电进行整流，且只整流出正半周或负半周的波形。图2-9所示为单相半波整流电路，将负载与一个整流二极管串联，接到正弦交流电源上，用示波器分别观察电源输出波形和负载两端电压波形。整流原理整流二极管VD只让半周通过，在R上获得一个单向电压，实现了整流的目的。半波整电路的效率较低，Uo=0.45Ui3．单相桥式整流电路

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路，它由四只二极管构成，这四只二极管接成“电桥”形状，如图2-32所示，故称桥式整流电路。

当正半周时，二极管VD2、VD4导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周;当负半周时，二极管VD1、VD3导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。桥式整流电路的效率也很高，Uo=0.9Ui4.三相桥式整流电路三相桥式整流电路(图3.25)中的三相交流电源由三相交流发电机或通过三相变压器获得,三相电源的三个相电压UU、UV、UW彼此之间有120°的相位差,设UU初相为零,则波形如图3.26所示。三相桥式整流电路由六个二极管两两串联后然后并联组成的,三个相电压分别加在了六个二极管的中间位置。由图3.26可知,在0到t1期间,因为uW>uU>uV,可知电路中C点电位是最高的,A点电位最低,因此二极管D3和二极管D5导通,D3和D5导通后,电路中B点电位被钳制在近似于C点的电位uv,D点电位被钳制在近似于A点的电位uV,其余二极管均处于截止状态。0到t1期间的电流路径为3.2.2二极管整流电路

整流器的二极管分为正二极管和负二极管两种,其外形和符号如图3.30所示,引线和外壳分别是它们的两个电极。其中,正二极管的外壳为负极,引出极为正极,在管壳上一般标有红色标记;负二极管外壳为正极,引出极为负极,在管壳上一般标有黑色标记。二、汽车发电机整流电路在负极搭铁的整流发电机中,3个正二极管压装在散热板的3个座孔内,共同组成发电机的正极,由一个与发电机后端盖绝缘的整流板固定螺栓通至机壳外,作为发电机的火线接线柱“B”。3个负二极管的外壳压装在后端盖的3个孔内,和发电机外壳一起成为发电机的负极。其安装示意图如图3.31所示。3个正二极管和3个负二极管连接成三相桥式整流电路,将发电机发出的交流电转换为直流电,其整流原理与前面我们所讲的二极管三相桥式整流电路整流原理是一致的。2.6晶体管一、晶体管的作用晶体管在电子电路中扮演着重要的角色,使用晶体管可对模拟信号进行放大,也可利用晶体管的开关特性实现高低电平的转换。二、晶体管的结构及分类1.晶体管分类①按制造材料的不同晶体管可分为硅管和锗管。②按内部结构的不同,晶体管可分为NPN型和PNP型两类。③按工作功率的不同,分为小功率管和大功率管,耗散功率小于1W的为小功率管,耗散功率大于1W的为大功率管。2.晶体管的外形

3．晶体管的结构及电路符号

(1)结构

晶体管是由两个PN结组成的三层半导体器件，中间是一块很薄的掺杂浓度很低的Ｐ型半导体，对应的区域称为基区，两边各为一块Ｎ型半导体，对应的区域分别是集电区和发射区，其中发射区比集电区掺杂浓度高。从三个区域上各自接出三根电极，分别是基极B、发射极E和集电极C。三个区域有两个交界面，分别对应两个PN结，基区与集电区交界处的PN结称为集电结，基区与发射区交界处的PN结称为发射结。3．晶体管的结构及电路符号

(2)符号NPN型晶体管和PNP型晶体管的电路符号如图所示，需要注意的是NPN型管的符号的箭头是朝外的，而PNP型管的箭头是朝里的。1．晶体管的工作状态

(1)截止状态

三极管的集电极和发射极之间接近开路，相当于开关断开，此时三极管处于截止状态。三极管处于截止状态时，其发射结和集电结都是反偏。(2)放大状态

三极管工作在放大状态，具有电流放大能力，即集电极电流和基极电流满足IC=βIB。此时发射结正偏，而集电结反偏。

（3)饱和状态

集电极与发射极之间接近短路，相当于导线，处于接通状态。这一点在对三极管开关电路分析时很重要。三极管饱和的条件是发射结和集电结都处于正偏状态。三、晶体管的工作状态及主要参数2．晶体管主要参数

(1)电流放大倍数

是用来描述晶体管处于放大状态时的集电极电流与基极电流的大小关系。(2)集电极最大允许电流ICM当集电极电流超过某一值时,电流放大倍数β值就要下降,ICM就是β下降到其正常值的2/3时的集电极电流。使用晶体管时,IC超过ICM时晶体管不一定会损坏,但β值会显著下降。

（3)集电极最大允许耗散功率PCM

集电极在工作时会发热升温，为避免管子过热而烧坏，而规定的集电极功耗的最大值。大功率三极管必须加装散热片才能确保它安全。三、晶体管的工作状态及主要参数

晶体管的三个电极构成了两个回路:基极和发射极回路、集电极和发射极回路。发射极是两个回路的公共端,所以该电路称为共射极电路。

在该电路中,电源EB经电阻RB、RP给发射结加上正向偏压,电源EC给集电结加上反向偏压,这是保证晶体管具有电流放大作用的外部条件。四、晶体管的放大原理

三极管工作在放大区时，具有电流放大作用，常用来构成各种放大电路；工作在截止区和饱和区时，相当于开关的断开和接通，具有开关作用，常用于开关控制和数字电路中对电平进行转换。例如，在电子控制的组合仪表中，首先将温度、压力、流量等非电量通过传感器变换为微弱的电信号，通过放大后才能够通过仪表显示出来，或者用来推动执行元件动作以实现自动控制。①晶体管各电极电流分配关系满足发射极电流等于基极电流与集电极电流之和,我们把晶体管看成一个节点,满足基尔霍夫电流定律:流入管子的电流之和等于流出管子的电流之和。②在一定范围内,基极电流IB增大时,集电极电流IC成比例相应增大,IC与IB的比值称为晶体管的直流放大倍数,用字母β表示。③在一定范围内,集电极电流IC因基极电流IB的变化而变化,且集电极电流变化量与基极电流的变化量的比值一定,该比值称为晶体管的交流电流放大倍数,以β表示。3.3.1晶体管基础知识④基极开路时,即IB＝0时,集电极电流很小,约等于零,利用这一特性可将晶体管当作开关使用。⑤当基极电流IB增大到一定数值后,IC保持不变,即IB失去了对IC的控制作用。

1.基本电压放大电路组成晶体管共射极接法的基本电压放大电路,其核心元件为NPN型晶体管。其中,ui为输入的交流信号,uo为放大后输出的交流信号。（1）晶体管VT

是放大电路的核心,起电流放大作用,它将微小的基极电流变化量转换成集电极电流较大的变化量,即较大的集电极电流受较小的基极电流的控制。从能量观点来看,输入信号的能量是较小的,而输出信号的能量是较大的。但不能说放大电路把能量放大了,能量依然是守恒的,不能被放大,输出的较大的能量来源是电源EC。也就是能量较小的输入信号通过晶体管去控制电源EC供给的能量,以便在输出端获得能量较大的信号。这种小能量控制大能量的作用是晶体管放大作用的实质。五、晶体管的基本放大原理2.各器件作用(2)集电极电源EC

集电极电源EC有两个作用:一是为较大能量的输出信号提供电能;二是保证晶体管的集电结处在反偏状态,是晶体管工作在放大状态的条件之一。电源EC的电压一般为几伏到几十伏。(3)集电极负载电阻RC

该电阻的作用是将已经放大了的集电极电流的变化转化为电压的变化,以实现电压的放大。RC的阻值一般为几千欧到几十千欧。(4)基极电源EB和基极电阻RB

电源EB的作用是使发射结正偏,使得晶体管工作在放大状态串联电阻RB是为了控制基极电流的大小,使得放大电路工作在输出特性曲线上的合适范围内。RB的阻值一般为几十千欧。(5)耦合电容C1和C2

这两个电容分别接在放大电路的输入端和输出端,利用的是电容通交流隔直流的特性,一方面隔断信号源与输出端、负载与输出端的直流通路,防止放大电路中的直流成分影响信号源和负载;另一方面保证交流信号畅通无阻地通过放大电路,沟通信号源、放大电路和负载三者之间的交流通路。两电容为极性电容,一般取值为5μF到50μF。3.放大原理

当输入电压信号ui增大时，uBE增大，IB和iC也随之增大，uCE减小，即uCE的变化与iC的变化相反，所以最后得到的输出电压信号uo与输入信号ui的相位相反。只要电路参数适当，uo的幅值比ui的幅值大的多，这就实现了电压放大功能。

除了放大作用外,晶体管还可用作开关,微弱的信号通过晶体管开关作用可以控制电路的闭合与断开,从而控制负载的工作。

晶体管集电极与一个小灯泡串联后接在12V的电源上,基极通过一个电阻接到一个单刀双掷开关上,开关左侧分别接5V和0V。当开关拨到0V时,基—射极电压UBE为0V,即发射极两端没有电压,则基极电流IB为0,晶体管处在截止状态,由晶体管输出特性曲线可知集电极电流IC约等于零,这时的晶体管相当于一个断开的开关,整个电路断开,灯泡不亮。当单刀双掷开关拨到5V位置时,有电压UBE加在发射结上,产生基极电流IB,且通过选择阻值大小合适的基极电阻使晶体管这时处于饱和导通状态,即晶体管集—射极电压UCE可忽略不计,这时的晶体管就相当于闭合的开关,灯泡发光,这就是晶体管的开关作用。

在汽车电路中,起开关作用的晶体管应用的地方非常多,比如发动机电控单元(ECU)利用晶体管的开关作用控制点火线圈的通断电,使点火线圈产生瞬间高压,通过晶体管开关作用控制喷油器的通断电和通电时间,控制喷油时刻和喷油量。六、晶体管的开关作用

简单无触点电子闪光器电路图,由电容和起开关作用的晶体管共同构成,利用电容的充放电和晶体管开关原理产生间歇电流,从而使转向灯闪烁。

其工作过程为:当转向灯开关接通后,VT1通过R2得到正向电压而饱和导通,导致VT2的基极电位被拉低,使VT2截止,导致VT3无基极电位而截止,此时只有VT1发射极电流通过转向灯,由于VT1发射极电流很小,故转向灯很暗。同时,电源给电容充电,使VT1基极电位降低,当低于其导通所需正向偏压时,VT1截止。VT1截止后,VT2的基极通过R3获得正向偏压而导通,VT2导通使VT3基极电位下降,VT3发射结获得正向偏压而导通,VT3产生较大的发射极电流通过转向灯,转向灯亮起来。此时,电容开始放电,放电电流经过由R1和R2组成的回路,使VT1仍保持截止,转向灯继续发亮。随着放电电流的减小,VT1基极电位升高,当高于其正向导通电压时,VT1又导通,导致VT2和VT3截止,转向灯又变暗。随着电容的充放电,VT3不断地导通和截止,如此反复,使转向灯闪烁。七、晶体管在汽车电路中的应用2.8汽车电子点火系统一、点火系统的分