《汽车电工电子基础》课件 5.3三极管及其测量

新能源汽车检测与维修专业基础课汽车电工电子基础汽车工程系新能源汽车教研组汽车工程系新能源汽车教研组项目五：汽车中常用的半导体器件

三极管（2课时）

01应知、应会

02课程内容

03课后小结

04课堂考核本节课的我们应该完成的内容汽车工程系新能源汽车教研组Part01应知、应会汽车工程系新能源汽车教研组掌握三极管的检测及应用方式010203认识三极管，能正确画出三极管的符号。了解三极管的3种状态和基本参数汽车工程系新能源汽车教研组

三极管及其测量Part02课程内容汽车工程系新能源汽车教研组1.三极管的概念汽车工程系新能源汽车教研组（1）三极管三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。小功率塑料封装三极管小功率金属圆壳封装三极管大功率塑料封装三极管大功率金属壳封装三极管贴片三极管1.三极管的概念汽车工程系新能源汽车教研组（2）三极管的内部结构

半导体三极管也称为晶体三极管，分为NPN型、PNP型。它是由两个相距很近的PN结组成的，是在一块半导体晶片上制造三个掺杂区，形成两个PN结，再引出三个电极，用管壳封装，实物如图所示。NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区emitterbasecollectorNPN型ECB（2）符号PPNEBCECBPNP型（1）结构示意图1.三极管的概念汽车工程系新能源汽车教研组BECIBIEICBECIBIEICNPN型三极管箭头朝里PNP型三极管箭头朝外箭头方向表示发射结正偏时发射极电流的流向1.三极管的概念汽车工程系新能源汽车教研组（3）三极管的参数①电流放大倍数β三极管在有输入信号的情况下，输出信号的电流变化与输入信号的电流变化之比，称为电流放大倍数，也就是一般简称的三极管放大倍数。电流放大倍数决定了三极管的基本放大能力。②穿透电流ICEO当基极b开路时，集电极c、发射极e之间加上一定电压时，ce之间并不是没有电流流过，只是流过的电流很小，称为穿透电流I。三极管的穿透电流越小，管子的质量越好。③极限参数使三极管得到充分利用而又安全可靠工作的参数，叫做极限参数。2.三极管的三种状态汽车工程系新能源汽车教研组（1）截止当NPN型三极管连接成如图（a）所示电路时，基极b与发射极e电位差小于0.7V，这种情况称为基极加了反向偏压。在这种状态下，三极管不导通，没有电流流动，称为三极管的截止状态。如果把ce间看作一个开关的两端，截止状态相当于开关断开。对于PNP型三极管，发射极e与基极b电位差小于0.7V，如图（b）所示，基极加了反向偏压，PNP三极管截止。bce电位差小于0.7v

bce电位差小于0.7v

ce间没有电流流过ce间没有电流流过高电位低电位低电位高电位（a）（b）2.三极管的三种状态汽车工程系新能源汽车教研组（2）放大如图（a）所示，当NPN管的基极b与发射极e电位差大于0.7V，这种情况称为基极加了正向偏压。在这种状态下，三极管导通，集电极C向发射极e有电流，而且流过的电流的大小与基极b流入的电流成正比，称为三极管的放大状态。对于PNP管，放大状态的条件是基极b的电位比发射极e的电位低0.3V以上。如图（b）所示。bce电位差大于0.7v

bce电位差大于0.7v

输出信号输出信号高电位低电位低电位高电位（a）（b）2.三极管的三种状态汽车工程系新能源汽车教研组（3）饱和在放大状态，三极管ce之间的电流是随着基极b的电流增大而增大的。但是，当三极管的基极电流增加到一定值时，再增大正向偏压，加大基极电流，ce之间的电流维持在一个最大值而不再增大了，这种状态称为三极管的饱和状态。在饱和状态，三极管ce之间电位差很小，几乎为零，相当于一个开关的两端闭合。在分析汽车电路中，如果遇到三极管饱和的状态，可认为c、e电位相等。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组（1）三极管的检测方法在实际工作中，经常遇到判别三极管管型、管脚极性判别问题，以及检测判断三极管是否损坏的问题。判定的方法主要有目测和万用表检测两种方法，实际工作中经常采用目测法，在目测法不能做出准确判断时，再利用万用表进行检测。①目测法

a）管型的判别一般，管型是NPN还是PNP应从管壳上标注的型号来辨别。依照部颁标准，三极管型号的第二位（字母），A、C表示PNP管，B、D表示NPN管，例如：3AX为PNP型低频小功率管3BX为NPN型低频小功率管3CG为PNP型高频小功率管3DG为NPN型高频小功率管3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组b）管极的判别常用中小功率三极管有金属圆壳和塑料封装（半柱型）等外型，图T305介绍了三种典型的外形和管极排列方式。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组（2）三极管的应用①三极管基本放大电路按照三极管处于放大状态的条件构成三极管基本放大电路，如图所示。图为NPN管放大电路。放大电路在工作时，NPN管的集电极必须接高电位。需要被放大的信号从基极输入，经过三极管放大后，放大了的信号从集电极输出。三极管的放大电路能够将从传感器输出的微弱信号进行放大，然后传输到汽车电控单元（ECU）。三极管的基本放大电路3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组汽车短路探测器

三极管在汽车电子电路中，主要用来对微弱信号进行放大。汽车在行驶过程中，由于颠簸、振动等原因，电气线路与车体摩擦而损坏其绝缘层，发生搭铁（短路）故障。本探测器就是为了在不拆解导线的情况下，快速查出搭铁故障所发生的部位而制作的。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组探测器工作原理：当导线搭铁后，在搭铁点就会产生短路电流，短路点就会向周围发出高次谐波信号。这个信号就被由线圈和铁心构成的传感器接收到，在传感器中产生交变的电信号。这个信号很微弱，经过三极管VT1放大后，在VT1的集电极就会得到放大了的交变信号，再送入VT2的基极进行放大，使接在VT2集电极的发光二极管闪烁发光，接在VT2发射极的耳机发出声响。传感器越接近故障点，接收到的信号越强，经过放大后，发光二极管越亮，耳机发出的声响越强。根据发光二极管亮度变化和耳机声音变化，就能快速找到故障点。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组②三极管开关电路当三极管在基极电流控制下，在截止与饱和两种状态交替变换，就如同一个开关的断开与闭合状态交替变换一样。NPN型管和PNP型管的开关电路组成和工作原理类似，只不过PNP型管加在基极b上的控制信号要低于发射极电位，如图所示。NPN型管PNP型管3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组③多级开关电路有时在电路中为了控制的需要，要用到两级或三级开关电路，这些电路在汽车发电机电子调压器电路中经常用到。如图（a）所示为两级开关电路，图（b）所示为三级开关电路。（a）三极管两极开关电路（b）三极管三极开关电路3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组④汽车电子电路中的三极管开关电路a）国产JFT106型电子调节器国产JFT106型电子调节器为14V外搭铁式，调节电压为13.8~14.6V，可与14V、750W的九管外搭铁硅整流发电机配套使用，也可与14V、1000W的普通六管硅整流发电机配套使用，其电路如图所示。JFT106型电子调压器电路3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组b）蓄电池液位报警电路汽车电路中包含很多信号报警电路，基本原理就是监控一个点的电位变化，来控制三极管的开关，发出声音或光的报警信号。如图所示为监测蓄电池液位报警电路。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组⑤光电三极管光电三极管在原理上类似于三极管，只是它的集电结为光电二极管结构。它的等效电路和符号如图所示。光电三极管的基本应用电路如图所示。A点电位随着外界光线的照射而发生变化。3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组在汽车上，光电式传感器被应用到许多场合，主要有：曲轴位置检测、车高位置检测、转向角度检测、车速传感器等。均是利用在光传感器的中间设置遮挡物，利用遮挡物是否挡住光线，来判断遮挡物的位置（遮挡物均和被检测的对象连接在一起），传递位置信号或转过的遮挡物的个数信号。如图所示为NISSAN公司光电式曲轴位置传感器。传感器装在分电器轴上，随着分电器轴的转动，信号盘交替遮挡传感器的光线，发出表征曲轴位置的信号。信号缝隙信号缝隙3.三极管的检测及应用汽车工程系新能源汽车教研组图所示为光电式车速传感器。光电式车速传感器装在组合仪表内，由带切槽的转子和光电耦合器组成。带切槽的转子由转速表转轴驱动，当转子转动时，盘齿间断地遮住发光二极管光源，使光电三极管的输出电压发生变化。转轴转一圈，输出20个脉冲，经分频后变成4个脉冲，送给ECU。3.