汽车电工电子技术第1章

1、 第第2 2章章 汽车电路基础汽车电路基础 第第3 3章章 正弦交流电路正弦交流电路 第第4 4章章 磁路及电磁器件磁路及电磁器件 第第5 5章章 二极管与晶体管控制电路二极管与晶体管控制电路 第第6 6章章 发电机与电动机发电机与电动机 第第7 7章章 数字电路基础数字电路基础 第第8 8章章 汽车电子控制技术简介汽车电子控制技术简介 第第1 1章章 汽车常用电气元器件汽车常用电气元器件v了解电阻的分类与标记了解电阻的分类与标记v掌握电容的表示方法掌握电容的表示方法v了解电感的基本特性了解电感的基本特性v了解电阻、电容、电感在汽车上的应用了解电阻、电容、电感在汽车上的应用v掌握指针式万用表测

2、量电阻的方法掌握指针式万用表测量电阻的方法v了解半导体和了解半导体和PN结的基本知识结的基本知识v掌握二极管的符号及特性掌握二极管的符号及特性v了解特殊二极管在汽车电路中的应用了解特殊二极管在汽车电路中的应用v了解三极管的三种工作状态了解三极管的三种工作状态第第1 1章章 汽车常用电气元器件汽车常用电气元器件电阻、电容电阻、电容及及电感电感元件元件1.1半导体器件半导体器件1.21.1 1.1 电阻、电容及电感元件电阻、电容及电感元件1 1掌握电阻、电容、电感元件的掌握电阻、电容、电感元件的基本概念基本概念。2 2掌握电阻、电容、电感元件的掌握电阻、电容、电感元件的识别与检测识别与检测。3 3

3、了解电阻、电容、电感元件了解电阻、电容、电感元件在汽车上的应用在汽车上的应用。4 4学会使用指针式万用表学会使用指针式万用表测量电阻的方法测量电阻的方法。1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件1)1)电电子在导体中流动时会受到一些阻碍，形成了电阻。子在导体中流动时会受到一些阻碍，形成了电阻。1.1.1 电阻元件电阻元件1 1电阻的定义电阻的定义电路中的元件，如不另加说明，都是指电路中的元件，如不另加说明，都是指理想元件理想元件。分析研究电路的一项基本内容就是分析电路或元件的分析研究电路的一项基本内容就是分析电路或元件的电压、电流及其它们的关系，即电压、电流及其它们的关系，即伏

4、安关系或伏安特性伏安关系或伏安特性。1)1)电电子在导体中流动时会受到一些阻碍，形成了电阻。子在导体中流动时会受到一些阻碍，形成了电阻。2)2)电阻元件（简称为电阻）。电阻元件（简称为电阻）。uRi电阻伏安特性曲线电阻伏安特性曲线 (a) (a) 线性电阻线性电阻 (b) (b) 非线性电阻非线性电阻(1-1) 电阻元件的伏安特性有电阻元件的伏安特性有线性线性和和非线性非线性之分。如果电压之分。如果电压与电流成正比关系与电流成正比关系( (图图a)a)，这类电阻元件称为线性电阻元，这类电阻元件称为线性电阻元件，它两端的电压与电流服从欧姆定律。即件，它两端的电压与电流服从欧姆定律。即( (图图b

5、)b)所示为半导体二极所示为半导体二极管的伏安特性曲线，它不管的伏安特性曲线，它不是一条直线，其电压与电是一条直线，其电压与电流之间不符合欧姆定律，流之间不符合欧姆定律，这类元件称为非线性电阻这类元件称为非线性电阻元件，其阻值随着电压、元件，其阻值随着电压、电流的变化而变化，不是电流的变化而变化，不是一个定值。一个定值。 如果电阻元件上电压与电流的参考方向非关联，欧姆定律式子前应加“”！ 注意注意若令若令G G=1/=1/R R，则则G G称为电阻元件的电导。称为电阻元件的电导。电导的单位为西门子（电导的单位为西门子（S S）。）。 GiRiu（1-2）电路中电阻元件取用的电路中电阻元件取用的

6、功率功率为：为： 22upu iR iR（1-4）从上式可以看出不论从上式可以看出不论 是正值还是负值，是正值还是负值，P P 总是总是大于零，说明电阻元件总是消耗电功率的，与电压、大于零，说明电阻元件总是消耗电功率的，与电压、电流的实际方向无关，故电阻是电流的实际方向无关，故电阻是耗能元件耗能元件。ui、 在直流电路中，当电压与电流取关联参考方向时，在直流电路中，当电压与电流取关联参考方向时，电阻元件在时间电阻元件在时间t t内消耗的电能为：内消耗的电能为：tRURtIUItUqW)/(22RURIUItWP/22 电阻元件消耗的电功率为：电阻元件消耗的电功率为：( (补充补充) ) ( (

7、补充补充) ) 解解A273.022060UPI806273.0220IUR一个月的用电量一个月的用电量 WPt60(W)30 (h) 5.4kWh来计算和或可用PURIPR22已知：已知：有一有一220V220V，60W60W的电灯，接在的电灯，接在220V220V的电源上，的电源上，求通过电灯的求通过电灯的电流电流和电灯在和电灯在220V电压下工作时电压下工作时电阻电阻如每晚用如每晚用3 3小时，问一个月消耗电能多少？小时，问一个月消耗电能多少？练习：练习：=5.4度电度电电阻的单位为欧姆（电阻的单位为欧姆（），简称欧。），简称欧。1.1.1 电阻元件电阻元件2 2电阻的单位电阻的单位 1

8、01k3101M6 是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值。阻值。1.1.1 电阻元件电阻元件3 3电阻电阻常见的标注方法常见的标注方法是用不同颜色的环在电阻器的表面标出标称阻值和允许是用不同颜色的环在电阻器的表面标出标称阻值和允许误差。误差。 （1）直标法直标法（2）色环法色环法颜色颜色第一位第一位有效数字有效数字第二位第二位有效数字有效数字倍乘数倍乘数允许误差允许误差% %黑黑00100棕棕111011红红221022橙橙33103黄黄44104绿绿551050.5蓝蓝661060.2紫紫771070.1灰灰88108白白991

9、09金金10-15银银10-210无色无色20表1-1四色环电阻色环各位含义 1 1）四色环电阻）四色环电阻2 2）五色环电阻）五色环电阻1.1.1 电阻元件电阻元件4 4电阻电阻的的检测检测 1k 0调零 0 0测测量量电电阻阻的的错错误误操操作作1.1.1 电阻元件电阻元件5 5电阻元件在汽车上的典型应用电阻元件在汽车上的典型应用1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件电容元件是从实际电容器抽象出来的电路模型。电容元件是从实际电容器抽象出来的电路模型。1.1.2 电电容元件容元件1 1电容的定义电容的定义任何两块非常靠近的金属导体，中间隔以绝缘物质就构任何两块非常靠近的金属

10、导体，中间隔以绝缘物质就构成一个电容器，电容器加上电压后，两块极板上将出现成一个电容器，电容器加上电压后，两块极板上将出现等量异号电荷，并在两极板间形成电场，储存等量异号电荷，并在两极板间形成电场，储存电场能电场能。即：即：uqC （1-5） 电容的伏安特性：电容的伏安特性：0i 上式表明：只有电容上的电压变化时，电容两端才有电上式表明：只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但其对时间的流。在直流电路中，电容上即使有电压，但其对时间的变化率为变化率为0，即，即 ，此时电容相当于开路状态，因此，此时电容相当于开路状态，因此电容具有电容具有隔直通交隔直通交的作用

11、。的作用。 （1-6） tuCtqidddd电容元件极板间储存的电场能量为：电容元件极板间储存的电场能量为：2C001dd2tuWui tCu uCu （1-7） 上式说明，电容元件在某时刻储存的电场能量与元件在上式说明，电容元件在某时刻储存的电场能量与元件在该时刻所承受的电压的平方成正比。电容元件该时刻所承受的电压的平方成正比。电容元件不消耗能不消耗能量量，故称为，故称为储能元件储能元件。 1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件在国际单位制中，电容的单位为法拉（在国际单位制中，电容的单位为法拉（ ）。）。1.1.2 电电容元件容元件2 2电容的单位电容的单位pF10F10F

12、1126F（1）数字标注法数字标注法3 3电容的标识方法电容的标识方法 用三位整数表示容量大小，第一、二位为电容量的有用三位整数表示容量大小，第一、二位为电容量的有效数字，第三位为有效数字后面加零的个数，单位为效数字，第三位为有效数字后面加零的个数，单位为皮法（皮法（ ）。）。pF如：如：223223、3393391.1.1 电阻元件电阻元件1.1.1 电阻元件电阻元件1.1.2 电电容元件容元件将容量的整数部分写在容量单位标注符号的前面，小将容量的整数部分写在容量单位标注符号的前面，小数部分写在容量单位标注符号的后面，如图所示。数部分写在容量单位标注符号的后面，如图所示。（2）文字表示法文字

13、表示法 （3）色标法色标法 在通常情况下，电容用做滤波或隔直流，电路中对电容在通常情况下，电容用做滤波或隔直流，电路中对电容量的精确度要求不高，故无须测量实际电容量。用万用量的精确度要求不高，故无须测量实际电容量。用万用表的表的“ ”“ ”挡可判断电容器短路、断路、漏电等故障。挡可判断电容器短路、断路、漏电等故障。1.1.2 电电容元件容元件4 4电容的检测电容的检测 1.1.2 电电容元件容元件F0.1 0.1 以下的电容器用万用表以下的电容器用万用表1k1k或或10k10k挡位，挡位，1 1 以以上的电容器用上的电容器用100100或或1010挡测量电容两引线之间的电挡测量电容两引线之间的

14、电阻值。阻值。如表笔接触瞬间，指针摆动一下后立即回到如表笔接触瞬间，指针摆动一下后立即回到“”“”位置，位置，将表笔对调再测量其阻值，表针出现同一现象，则说明将表笔对调再测量其阻值，表针出现同一现象，则说明电容器是好的。容量越大，表针摆动的角度也越大，电容器是好的。容量越大，表针摆动的角度也越大，1000 1000 以下的电容器几乎看不到表针的摆动。以下的电容器几乎看不到表针的摆动。FFpF（1）电容器好坏鉴别电容器好坏鉴别（1）电容式门锁控制器电容式门锁控制器 5 5电容器在汽车上的典型应用电容器在汽车上的典型应用图图1-10 1-10 电容式中控门锁系统电容式中控门锁系统11电容器；电容器

15、；22门锁开关；门锁开关；33接电源；接电源；44热敏断路器；热敏断路器；55闭锁继电器；闭锁继电器；66开锁继电器；开锁继电器；7 7、88接其他门锁；接其他门锁；9 9、1010电磁式门锁执行机构；电磁式门锁执行机构；（2）电容式闪光器电容式闪光器 图图1-11 电容式闪光器电路电容式闪光器电路电感元件是从实际电感线圈抽象出来的电路模型。电感元件是从实际电感线圈抽象出来的电路模型。 1.1.3 电电感元件感元件1 1电感的定义电感的定义当电感线圈通以电流时，将产生磁通，在其内部及周围当电感线圈通以电流时，将产生磁通，在其内部及周围建立磁场，储存建立磁场，储存磁场能量磁场能量。即：。即： i

16、L （1-8） 当忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，可将当忽略导线电阻及线圈匝与匝之间的电容时，可将其其抽象为抽象为只具有储存磁场能量性质的电感元件。只具有储存磁场能量性质的电感元件。其伏安特性为：其伏安特性为：LddiueLt （1-9）0u上式表明，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电上式表明，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但其对时压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但其对时间的变化率为间的变化率为0，即，即 ，在直流电流中电感相当于，在直流电流中电感相当于短短路路状态。状态。0u电感元件中储存的磁场能量为：电感元件中储存的磁场能量

17、为：20021ddiLiiLtiuWitL （1-10） 上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，与该时上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，与该时刻流过的电流的平方成正比。电感元件刻流过的电流的平方成正比。电感元件不消耗能量不消耗能量，故，故称为称为储能元件储能元件。2 2电感的单位电感的单位H10mH10H163在国际单位制中，电感的单位为亨利（在国际单位制中，电感的单位为亨利（ ）。）。 H将电感的主要参数用文字直接标注在电感器的外壳上，将电感的主要参数用文字直接标注在电感器的外壳上，如图如图1-131-13所示。所示。 1.1.3 电电感元件感元件3 3电感的电感的标注方法标注方

18、法图图1-13 电感元件直标法电感元件直标法（1）直标法直标法在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，各色环颜色的在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，各色环颜色的含义与色环电阻标志相同。单位为微亨（含义与色环电阻标志相同。单位为微亨（HH）。）。例：某一电感器的色环标志依次为：棕、红、红、银，例：某一电感器的色环标志依次为：棕、红、红、银，则表示其电感量为，允许误差为。则表示其电感量为，允许误差为。（2）色环法色环法（1）电感器外观结构检查电感器外观结构检查 1.1.3 电电感元件感元件4 4电感的检测电感的检测主要是观察外形是否完好无损；主要是观察外形是否完好无损；磁性材料有无缺损、裂缝；磁性材

19、料有无缺损、裂缝；金属屏蔽罩是否有腐蚀氧化现象；金属屏蔽罩是否有腐蚀氧化现象；线圈绕组是否清洁干燥；线圈绕组是否清洁干燥；导线绝缘漆有无刻痕划伤；导线绝缘漆有无刻痕划伤；接线有无断裂；接线有无断裂；铁心有无氧化等。铁心有无氧化等。 （2 2）用万用表测量电感器的直流电阻值及电感量）用万用表测量电感器的直流电阻值及电感量 若测量出的阻值为无穷大，说明内部线圈已开路，电感若测量出的阻值为无穷大，说明内部线圈已开路，电感器已损坏；若测量出一定的阻值且在正常范围内，说明器已损坏；若测量出一定的阻值且在正常范围内，说明此电感器正常；若测量出的阻值偏小或阻值为零，说明此电感器正常；若测量出的阻值偏小或阻值

20、为零，说明导线的匝与匝之间有局部短路或完全短路。导线的匝与匝之间有局部短路或完全短路。1.1.3 电电感元件感元件5 5电感在汽车上的典型应用电感在汽车上的典型应用图图1-16 舌簧开关式电流传感器舌簧开关式电流传感器 万用表的使用及电阻的认识和测量万用表的使用及电阻的认识和测量1工作目标工作目标 （1 1） 掌握指针式万用表的使用方法；掌握指针式万用表的使用方法；（2 2） 掌握万用表测量电阻的方法；掌握万用表测量电阻的方法；（3 3） 能够准确读取电阻参数。能够准确读取电阻参数。3工作过程工作过程不同阻值的电阻不同阻值的电阻 5个个指针式万用表指针式万用表 1块块2需用器材需用器材（1 1

21、） 学习使用指针式万用表。学习使用指针式万用表。（2 2） 进行电阻的测量进行电阻的测量（3 3）学习用色环识别电阻的阻值）学习用色环识别电阻的阻值表1-2 电阻数据记录R1（）R2（）R3（）R4（）R5（）万用万用表测表测量量色环色环法识法识别别万用万用表测表测量量色环色环法识法识别别万用万用表测表测量量色环色环法识法识别别万用万用表测表测量量色环色环法识法识别别万用万用表测表测量量色环色环法识法识别别4工作评价工作评价序号序号工作目标评价工作目标评价自评自评互评互评师评师评1能够正确使用万用表测量电阻能够正确使用万用表测量电阻2能够用色环识别电阻的阻值能够用色环识别电阻的阻值3能够对以上

22、两种方法测得的电阻能够对以上两种方法测得的电阻进行误差分析进行误差分析4能否用清晰简洁的语言表达自己能否用清晰简洁的语言表达自己的观点的观点1.2 1.2 半导体半导体器件器件1. 1. 掌握半导体元件的掌握半导体元件的结构、性能、工作原理结构、性能、工作原理 和特点和特点。2. 2. 正确分析电子电路的工作原理。正确分析电子电路的工作原理。3. 3. 正确选择和合理使用正确选择和合理使用半导体元件。半导体元件。4 4学会半导体二极管和三极管的学会半导体二极管和三极管的测量方法测量方法。 1.2.1 半导体及半导体及PN结结半导体的特点：半导体的特点： 半导体导电特性独有的特点半导体导电特性独

23、有的特点热敏性热敏性光敏性光敏性杂敏性杂敏性自然界中的物质按导电性能可以分为自然界中的物质按导电性能可以分为导体导体半导体半导体绝缘体绝缘体完全纯净、原子结构排列整齐的半导体称为完全纯净、原子结构排列整齐的半导体称为本征半导体本征半导体。1.2.1 半导体及半导体及PN结结高纯度的硅和锗高纯度的硅和锗都是单晶结构，都是单晶结构，它们的原子整齐它们的原子整齐地按一定规律排地按一定规律排列，原子间的距列，原子间的距离不仅很小，而离不仅很小，而且是相等的。且是相等的。（a）硅）硅原子结构原子结构 （b）锗）锗原子结构原子结构 这四个价电子不仅受自身原子核的束缚，还受到相这四个价电子不仅受自身原子核的

24、束缚，还受到相邻原子核的吸引，从而形成了邻原子核的吸引，从而形成了共价键共价键结构，如图所示：结构，如图所示：价电子价电子（本征激发（本征激发/热激发）热激发）自由电子自由电子-空穴对空穴对（1）温度越高，自由电子）温度越高，自由电子-空穴对数目越多；空穴对数目越多；（2）自由电子）自由电子-空穴数目空穴数目相等，对外不显电性相等，对外不显电性。硅（锗硅（锗）原子在晶体中的共价键排列原子在晶体中的共价键排列复合复合平衡平衡注意：注意： 半导体与导体不同，内部有两种载半导体与导体不同，内部有两种载流子参与导电流子参与导电自由电子与空穴。在自由电子与空穴。在外加电场的作用下，有：外加电场的作用下，

25、有： I=In（电子电流）电子电流）+Ip（空穴电流空穴电流）空穴导电的实质是价电子的定向移动！空穴导电的实质是价电子的定向移动！（2） P P型半导体型半导体1.2.1 半导体及半导体及PN结结（1）型半导体型半导体 在本征半导体中在本征半导体中有目的有目的、有选择有选择的掺入的掺入微量微量某种杂质某种杂质元素构成杂质半导体。元素构成杂质半导体。杂质为少量杂质为少量5价元素价元素，如磷（，如磷（P） 自由电子自由电子多多数载流数载流子子空穴空穴少少数载流数载流子子载流子数载流子数 电子数电子数磷原子磷原子自由电子自由电子正离子正离子多数载多数载流子流子少数载少数载流子流子N 型半导体的简化图

26、示型半导体的简化图示（1）型半导体型半导体杂质为少量杂质为少量3价元素价元素，如硼（，如硼（B）。）。 空穴空穴 多子多子自由电子自由电子 少子少子硼原子硼原子空穴空穴载流子数载流子数 空穴数空穴数P型半导体的简化图示型半导体的简化图示多数载多数载流子流子少数载少数载流子流子负离子负离子（2）P P型半导体型半导体注意：注意： 无论是无论是N型型还是还是P型半导体都是电型半导体都是电中性，对外不显电性！中性，对外不显电性！1.2.1 半导体及半导体及PNPN结结什么是什么是PN结？结？ PNPN结是结是P P型与型与N N型半导体区域交界处的型半导体区域交界处的特殊带电薄特殊带电薄层层，具有特

27、殊的单向导电性，是半导体元器件制造的基，具有特殊的单向导电性，是半导体元器件制造的基础单元。础单元。载流载流子浓子浓度差度差复复合合(耗尽层耗尽层)内电场内电场阻碍阻碍多子扩散多子扩散帮帮助助少子漂移少子漂移扩散扩散漂移漂移动态动态平衡平衡 注意：动态平衡的注意：动态平衡的PN结交界面上无电流流过，即结交界面上无电流流过，即 I = 0。内电场内电场多多子子扩扩散散空间空间电荷电荷区区平衡平衡PN结结P区区N N区区（1）PNPN结的形成结的形成 所以，正偏时扩所以，正偏时扩散运动增强，漂移运散运动增强，漂移运动几乎减小为动几乎减小为0，宏观，宏观上形成很大的正向电上形成很大的正向电流流 IF

28、 。 外电场越强，正外电场越强，正向电流越大，向电流越大，PN结的结的正向电阻越小。正向电阻越小。内内电场电场外电场外电场P P区区N N区区多子空穴多子空穴多子自由电子多子自由电子正向电流正向电流IF+ UR（2）PNPN结的单向导电性结的单向导电性1）PNPN结的正向导通特性结的正向导通特性正偏导通（正偏导通（P P区区电位高于电位高于N N区）区）2 2）PNPN结的反向截止特性结的反向截止特性反偏截止（反偏截止（P P区电位低于区电位低于N N区）区） 所以，反偏时漂所以，反偏时漂移运动增强，扩散运移运动增强，扩散运动几乎减小为动几乎减小为0，由，由于少子数目较少，宏于少子数目较少，宏

29、观上形成极小的反向观上形成极小的反向电流电流IR （接近于接近于0） 。 外电场增强，反外电场增强，反向电流也几乎不增加向电流也几乎不增加，PN结的反向电阻很结的反向电阻很大。大。 +URP P区区N N区区少子自由电子少子自由电子少子空穴少子空穴反向电流反向电流I IR R内内电场电场外电场外电场要记住：要记住：（1 1）外加正向电压时）外加正向电压时PNPN结的正向电阻很小，结的正向电阻很小，电流较大，是多子扩散形成的；电流较大，是多子扩散形成的； （2 2）外加反向电压时）外加反向电压时PNPN结的反向电阻很大，结的反向电阻很大，电流极小，是少子漂移形成的。电流极小，是少子漂移形成的。要

30、注意：要注意： PN结结电路中要串联限流电阻。电路中要串联限流电阻。一个一个PNPN结加上相应的外引线，然后用外壳封装就成为最结加上相应的外引线，然后用外壳封装就成为最简单的二极管。简单的二极管。1.2.2 二极管二极管1二极管的结构和分类二极管的结构和分类从从P P区引出的引线叫做区引出的引线叫做阳极阳极或或正极正极，从，从N N区引出的引线叫区引出的引线叫做做阴极阴极或或负极负极。常用常用 D（Diode）表示二极管。）表示二极管。图中的箭图中的箭头表示正头表示正偏时的正偏时的正向电流方向电流方向。向。分类：分类：按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接

31、触型面接触型面接触型 点接触型点接触型金属触丝金属触丝N 型锗型锗P型型层层阳极阳极阴极阴极 面接触型面接触型P型型扩散层扩散层锡锡支架支架N型硅型硅SiO2保护层保护层阴极阴极阳极阳极2 2二极管的伏安特性二极管的伏安特性即即PNPN结的特性结的特性单向导电性单向导电性（1）正向特性正向特性死区电压死区电压硅管硅管 0.5V锗管锗管 0.1V正向导通压降正向导通压降U UF F硅管硅管 0.7V锗管锗管 0.3V（2）反向特性反向特性（3）反向击穿特性反向击穿特性二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小

32、，且不随反向电管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。压而变化。反向电流反向电流IR 硅管硅管几十几十A A以下以下锗管锗管几十到几百几十到几百A A二极管反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大，二极管反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。这种现象称为反向击穿。 （1）最大整流电流最大整流电流IFM指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流值。指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流值。（2）最高反向工作电压最高反向工作电压URM指二极管不击穿时所允许加的最高反向电压，指二极管不击穿时所允许加的最高反向电压，URM通通常是反向击穿电压的一半，

33、以确保二极管安全工作。常是反向击穿电压的一半，以确保二极管安全工作。（3）最大反向电流最大反向电流IRM在常温下承受最高反向工作电压在常温下承受最高反向工作电压URM时的反向漏电时的反向漏电流，一般很小，但受温度影响很大。流，一般很小，但受温度影响很大。（4）最高工作频率最高工作频率fM指二极管保持单向导电性时外加电压的最高频率。指二极管保持单向导电性时外加电压的最高频率。3 3二极管的主要参数二极管的主要参数 4 4二极管的应用二极管的应用（1）整流整流整流就是利用二极管的单向导电特性将交流电变成单整流就是利用二极管的单向导电特性将交流电变成单方向脉动的直流电的过程。方向脉动的直流电的过程。

34、在汽车交流发电机中，就是利用二极管组成的整流板在汽车交流发电机中，就是利用二极管组成的整流板将发电机发出的三相交流电整流为直流电。将发电机发出的三相交流电整流为直流电。（2）钳位钳位二极管正向导通时，正向压降很小，可以忽略，因此二极管正向导通时，正向压降很小，可以忽略，因此强制使其阳极电位与阴极电位基本相等，这种现象称强制使其阳极电位与阴极电位基本相等，这种现象称为二极管的钳位。为二极管的钳位。 如图所示，若如图所示，若A点点UA=0，二极管二极管D正偏导通正偏导通，压降，压降很小，所以很小，所以F点点的电位也的电位也被钳制在被钳制在0V左右，即左右，即UF近似为近似为0。（3）限幅限幅利用二

35、极管正向导通后两端电压很小且基本不变的特利用二极管正向导通后两端电压很小且基本不变的特性可以构成各种限幅电路，使输出电压限制在某一电性可以构成各种限幅电路，使输出电压限制在某一电压值以内。压值以内。下图为一正、负对称限幅电路下图为一正、负对称限幅电路:ui=10sint（V），），US1=US2=5V。可见，如忽略二极管正向导通压降，可见，如忽略二极管正向导通压降，输出被限制在大约输出被限制在大约5V之间。之间。 OtuO/ V5 5-10ui / VOt105-5 当开关当开关S断开时，由于电流断开时，由于电流的突然中断，电感的突然中断，电感L将产生一个将产生一个高于电源电压很多倍的自感电高

36、于电源电压很多倍的自感电动势动势eL， eL与与U叠加作用于开关叠加作用于开关S上，使开关上，使开关S的寿命缩短。的寿命缩短。 二极管二极管D的接入，使的接入，使eL通过二极管产生放电电流以释放能通过二极管产生放电电流以释放能量，从而保护了开关量，从而保护了开关S。 （4）续流续流在电子线路中，经常利用二极管来保护其他元器件在电子线路中，经常利用二极管来保护其他元器件免受过高电压的损害。下图所示电路是利用二极管免受过高电压的损害。下图所示电路是利用二极管来保护开关来保护开关S S的保护电路。的保护电路。1.2.2 二极管二极管5 5特殊二极管及其应用特殊二极管及其应用（1）稳压二极管稳压二极管

37、 a) 符号 b) 伏安特性工作在反向工作在反向击穿状态击穿状态一种将电能直接转换成光能的固体器件。一种将电能直接转换成光能的固体器件。（2）发光二极管发光二极管（LED Light Emitting Diode） LEDLED也是由一个也是由一个PNPN结组成的，当正向结组成的，当正向导通时可以发出一导通时可以发出一定波长的定波长的可见光可见光，常有红、绿、黄等常有红、绿、黄等颜色。颜色。也有可以发出红外光等不可见光的发光二极管。也有可以发出红外光等不可见光的发光二极管。一般一般LEDLED的工作电流为的工作电流为几十几十mAmA，正向导通压降为，正向导通压降为（1 1 2)V2)V，安安全

38、使用电压应选择全使用电压应选择5V5V以下。以下。（3）光敏二极管光敏二极管a) 结构 b) 符号1.2.3 晶体管晶体管1 1晶体管的结构和符号晶体管的结构和符号（1）结构结构三区三区三极三极两结两结集电区集电区基区基区发射区发射区集电极集电极 Collector基极基极 Base发射极发射极 Emitter集电结集电结发射结发射结NNP发射极发射极 E基极基极 B集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结 基区基区NPN 型型ECB 集电区集电区 发射区发射区PPNPNP型型（2）符号符号1.2.3 晶体管晶体管2 2晶体管的分类晶体管的分类按材料分按材料分按频率特性分按频率特性分按功率分按

39、功率分硅管硅管 锗管锗管高频管高频管低频管低频管大功率管大功率管中功率管中功率管小功率管小功率管按按结构分结构分NPNNPN管管PNPPNP管管3 3晶体管的电流分配和放大原理晶体管的电流分配和放大原理（1）晶体管放大条件晶体管放大条件内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏（2）载流子的传输过程载流子的传输过程下面以下面以NPNNPN管为例讨论三极管的电流分配与放大作用，管为例讨论三极管的电流分配与放大作用，所得结论一样适用于所得结论一样适用于PNPPNP三极管。三极管

40、。使发射结正使发射结正偏偏使使集电结反集电结反偏偏1.发射区向基区发射区向基区发射电子，形成发射电子，形成发射极电流发射极电流IE的的主要成份。主要成份。IE2.基区中电子的基区中电子的复合形成基极电复合形成基极电流流IB的主要成份。的主要成份。IB3.集电区收集电集电区收集电子形成集电极电子形成集电极电流流IC的主要成份。的主要成份。IC综上所述，得到三极管的电流分配关系综上所述，得到三极管的电流分配关系：1）IE=IC+IB2）IC=IB3）IE=IC+IB =（1+ ）IB IC 三极管中还有一些少子电流，比如三极管中还有一些少子电流，比如I ICBOCBO ，通常可以忽略不计，通常可以

41、忽略不计，但它们对温度十分敏感。但它们对温度十分敏感。（3）电流分配关系电流分配关系1.2.3 晶体管晶体管4 4晶体管的特性曲线晶体管的特性曲线因为三极管有三个电极，因此分别将三极管的三个电因为三极管有三个电极，因此分别将三极管的三个电极作为输入端、输出端和公共端，有三种不同的三极极作为输入端、输出端和公共端，有三种不同的三极管放大电路的组成方式。管放大电路的组成方式。根据公共电极的不同，分别叫做根据公共电极的不同，分别叫做共发射极共发射极电路、电路、共集共集电极电极电路和电路和共基极共基极电路。电路。 下图是测试三极管共发射极电路伏安特性曲线的电路图：下图是测试三极管共发射极电路伏安特性曲

42、线的电路图：常常数数 CE)(BEBuufiu uCECE1V1V，集电结反集电结反偏，电场足以将发偏，电场足以将发射区扩散到基区的射区扩散到基区的载流子吸收到集电载流子吸收到集电区形成区形成I IC C，u uCECE 再再增增大曲线也几乎不变大曲线也几乎不变死区死区电压与电压与导通电压导通电压UBE硅管分别约为硅管分别约为0.5V0.5V和和0.7V0.7V锗管分别约为锗管分别约为0.1V0.1V和和0.3V0.3V（1）输入特性曲线输入特性曲线（1）截止区）截止区iB=0曲线曲线以下的区域：以下的区域： iC= ICEO 0，两结均反两结均反偏，三极管各电极电流均偏，三极管各电极电流均约等于约等于0，所以可以等效为，所以可以等效为断开的开关；断开的开关；常常数数 B)(CECiufi放放 大大 区区截止区截止区ICEO饱饱和和区区（2）放大区）放大区在在iB=0的的特性曲线上方，近似