汽車電工與電子基礎(chǔ)

常用半導(dǎo)體元件及運(yùn)用一、半導(dǎo)體根底知識(shí)二、半導(dǎo)體二極管四、晶閘管五、單相整流電路六、汽車交流發(fā)電機(jī)整流電路三、半導(dǎo)體三極管七、根本放大電路八、集成運(yùn)算放大器學(xué)習(xí)目的1.正確描畫半導(dǎo)體的概念，了解PN結(jié)的單導(dǎo)游電性能；2.掌握二極管與三極管的構(gòu)造、符號(hào)、特性及主要參數(shù)；3.正確運(yùn)用萬(wàn)用表檢測(cè)判別二極管與三極管的好壞;4.了解二極管與三極管的實(shí)踐運(yùn)用，了解普通晶閘管的構(gòu)造及性能；5.掌握整流電路的組成及任務(wù)原理；6.表達(dá)放大電路的根本組成、各元件的作用及正常任務(wù)的條件，分析簡(jiǎn)單的放大電路；7.論述集成運(yùn)算放大器的根本組成和用途。一、半導(dǎo)體根底知識(shí)半導(dǎo)體是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。純真的半導(dǎo)體又稱本征半導(dǎo)體，成晶體構(gòu)造。在本征半導(dǎo)體中摻入不同的微量元素。經(jīng)過(guò)一定的工藝把P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一同，在它們的交界處就會(huì)構(gòu)成PN結(jié)。將PN結(jié)經(jīng)特殊封裝并加上相應(yīng)的電極引線，就制成了半導(dǎo)體二極管。在一塊半導(dǎo)體基片上用一定的工藝方法構(gòu)成兩個(gè)PN結(jié)，經(jīng)特殊封裝并加上相應(yīng)的電極引線，那么制成了半導(dǎo)體三極管。二、半導(dǎo)體二極管1.普通二極管的任務(wù)特性2.普通二極管的主要參數(shù)3.普通二極管性能與極性的判別4.不同用途的半導(dǎo)體二極管及其運(yùn)用二極管的外形及圖形符號(hào)a〕外形b〕圖形符號(hào)1.普通二極管的任務(wù)特性1〕二極管具有正導(dǎo)游通特性2〕二極管具有反向截止特性3〕二極管具有反向擊穿特性二極管的任務(wù)特性a〕正導(dǎo)游通b〕反向截止c〕特性曲線2.普通二極管的主要參數(shù)1〕最大正向電流2〕最高反向任務(wù)電壓3〕正向管壓降3.普通二極管性能與極性的判別1〕性能〔好壞〕的判別2〕極性的判別1〕性能〔好壞〕的判別〔1〕用萬(wàn)用表的黑、紅表筆分別接二極管的兩極丈量一次，然后交換兩表筆的位置再丈量一次，假設(shè)兩次測(cè)得電阻值為一大一小，就闡明該二極管是好的；假設(shè)兩次測(cè)得電阻值均達(dá)，那么闡明該二極管已斷路；假設(shè)兩次測(cè)得電阻值均小，就闡明該二極管已被擊穿短路?！?〕將數(shù)字式萬(wàn)用表的旋鈕撥到測(cè)二極管位置，如下頁(yè)圖所示，示數(shù)為一個(gè)方向0.5～0.7V，另一方向電壓較高時(shí)，闡明二極管是好的。〔3〕將二極管與一只汽車燈泡串聯(lián)，再和蓄電池銜接成回路，然后把二極管調(diào)過(guò)頭再銜接一次。假設(shè)燈泡一次亮一次不亮，那么闡明二極管是好的。二極管的性能判別2〕極性的判別

在丈量二極管的好壞過(guò)程中，當(dāng)測(cè)得電阻值較小時(shí)，紅表筆與之相接的電極為二極管的負(fù)極，黑表筆與之相接的電極為二極管的正極；相反，當(dāng)測(cè)得電阻值較大時(shí)，紅表筆與之相接的電極為二極管的正極，黑表筆與之相接的電極為二極管的負(fù)極。4.不同用途的半導(dǎo)體二極管及其運(yùn)用1〕整流二極管2〕穩(wěn)壓二極管3〕發(fā)光二極管4〕光電二極管三、半導(dǎo)體三極管1.半導(dǎo)體三極管的根本構(gòu)造2.半導(dǎo)體三極管的3種任務(wù)形狀3.半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)4.半導(dǎo)體三極管的簡(jiǎn)易判別5.半導(dǎo)體三極管的運(yùn)用1.半導(dǎo)體三極管的根本構(gòu)造半導(dǎo)體三極管的構(gòu)造、符號(hào)和外形

a〕構(gòu)造b〕符號(hào)c〕外形2.半導(dǎo)體三極管的3種任務(wù)形狀1〕三極管的截止形狀2〕三極管的放大形狀3〕三極管的飽和形狀三極管實(shí)驗(yàn)電路1〕三極管的截止形狀

當(dāng)三極管基極電流Ib=0，發(fā)射結(jié)處于反向偏置或零偏置時(shí)，基極相當(dāng)于開路，Ic約為零。通常把這種Ib=0、Ic=0的任務(wù)形狀稱為三極管的截止形狀。2〕三極管的放大形狀當(dāng)三極管基極電位升高，使發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)反向偏置時(shí)，各電極的電流分配關(guān)系是：發(fā)射極電流Ie等于基極電流Ib與集電極電流Ic之和，即3〕三極管的飽和形狀

當(dāng)三極管基極電位升高使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正偏時(shí)，三極管集電極電流Ic受集電結(jié)回路最大供電才干的限制，不再與基極電流成比例增長(zhǎng),稱為三極管的飽和形狀。3.半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)1〕特性參數(shù)〔1〕電流放大系數(shù)β?！?〕穿透電流Iceo。2〕極限參數(shù)〔1〕集電極最大允許電流。〔2〕集–射極反向擊穿電壓?！?〕集電極最大耗散功率。4.半導(dǎo)體三極管的簡(jiǎn)易判別1〕NPN型和PNP型管子的判別2〕好壞的判別3〕放大系數(shù)β的估計(jì)三極管的簡(jiǎn)易測(cè)試a〕型號(hào)判別b〕好壞判別c〕放大系數(shù)估計(jì)5.半導(dǎo)體三極管的運(yùn)用

半導(dǎo)體三極管在3種不同任務(wù)形狀時(shí)有不同的性能。半導(dǎo)體三極管在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)通常有兩種類型：模擬電子技術(shù)的運(yùn)用數(shù)字電子技術(shù)的運(yùn)用四、晶閘管1.晶閘管的構(gòu)造2.晶閘管的可控單導(dǎo)游電性3.晶閘管的運(yùn)用1.晶閘管的構(gòu)造晶閘管的外形及符號(hào)2.晶閘管的可控單導(dǎo)游電性晶閘管的實(shí)驗(yàn)電路如下圖晶閘管導(dǎo)通及關(guān)斷條件：1〕導(dǎo)通條件在晶閘管的陽(yáng)極加正向電壓的同時(shí)，在門極也加適當(dāng)?shù)恼螂妷骸?〕關(guān)斷條件只需改動(dòng)陽(yáng)極電壓才干使晶閘管關(guān)斷。在晶閘管的陽(yáng)極加反向電壓，或去掉陽(yáng)極正向電壓，或增大可變電阻阻值讓主電路的電流下降到一定值以下都可使晶閘管關(guān)斷。3.晶閘管的運(yùn)用

晶閘管具有容量大、效率高、控制靈敏和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，它是大功率電能變化與控制的理想元件。五、單相整流電路1.單相半波整流電路2.單相全波整流電路1.單相半波整流電路單相半波整流電路的電壓和電流波形a〕電源電壓b〕負(fù)載電壓電流2.單相全波整流電路單相全波整流電路也稱為單相橋式全波整流電路。單相橋式全波整流電路及電壓和電流波形a〕整流電路b〕整流電路的簡(jiǎn)化畫法c〕整流電路的電壓及電流波形六、汽車交流發(fā)電機(jī)整流電路汽車交流發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的三相交流電經(jīng)過(guò)整流電路整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妼?duì)外輸出。三相橋式整流電路及電壓波形a〕整流電路b〕電壓波形七、根本放大電路1.共發(fā)射極放大電路2.放大電路的任務(wù)點(diǎn)穩(wěn)定問題1.共發(fā)射極放大電路1〕電路的組成及其放大作用2〕放大電路的靜態(tài)3〕放大電路的動(dòng)態(tài)4〕放大電路的任務(wù)情況三極管在電路中的3種根本銜接方式a〕共發(fā)射極接法b〕共集電極接法c〕共基極接法1〕電路的組成及其放大作用共發(fā)射極放大電路電路中各組成元件的作用：〔1〕三極管V?！?〕直流電源E?！?〕集電極電阻Rc?！?〕基極偏置電阻Rb?！?〕耦合電容C1、C2。2〕放大電路的靜態(tài)

當(dāng)放大電路沒有輸入信號(hào)時(shí)，電路中各處的電壓、電流都是不變的直流，稱為直流任務(wù)形狀或靜態(tài)。3〕放大電路的動(dòng)態(tài)

當(dāng)電路加上輸入信號(hào)后，電路中各處的電壓、電流均在靜態(tài)值的根底上產(chǎn)生相應(yīng)的變化，稱之為動(dòng)態(tài)。4〕放大電路的任務(wù)情況

未加輸入信號(hào)時(shí)，三極管各電極間的電壓和各電極電流為恒定的滯留量；加輸入信號(hào)后，都在原來(lái)靜態(tài)的根底上，又疊加了一個(gè)交流量。輸出電壓的值比輸入電壓的值大許多，而且為同頻率的正弦波。共射極電路具有倒相作用。2.放大電路的任務(wù)點(diǎn)穩(wěn)定問題靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)在放大電路中是很重要的，它不僅關(guān)系到波形失真，而且對(duì)電壓增益也有重要影響，所以在放大電路中，為獲得較好的性能，必需設(shè)置一個(gè)適宜的靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)。分壓偏置電路八、集成運(yùn)算放大器1.集成運(yùn)算放大器的組成2.集成運(yùn)放的符號(hào)與根本特性3.集成運(yùn)放在汽車上的運(yùn)用舉例1.集成運(yùn)算放大器的組成集成運(yùn)放的根本組成主要有輸入級(jí)、中間放大、輸出級(jí)和偏置電路4部分。集成運(yùn)放組成方框圖2.集成運(yùn)放的符號(hào)與根本特性1〕集成運(yùn)放的符號(hào)2〕理想運(yùn)算放大器及其根本特性1〕集成運(yùn)放的符號(hào)集成運(yùn)算放大器的圖形符號(hào)a〕集成運(yùn)放的圖形符號(hào)b〕國(guó)際常用表示符號(hào)2〕理想運(yùn)算放大器及其根本特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性a〕運(yùn)放的電壓傳輸特性b〕理想運(yùn)放的電壓傳輸特性3.集成運(yùn)放在汽車上的運(yùn)用舉例1〕電橋放大電路2〕集成運(yùn)放在幅值比較方面的運(yùn)用1〕電橋放大電路

由傳感器電橋和運(yùn)算放大器組成的放大電路或由傳感器和云端放大器構(gòu)成的電橋都稱為電橋放大電路。它經(jīng)常經(jīng)過(guò)電橋轉(zhuǎn)換電路輸出電壓或電流信號(hào)，并用運(yùn)算放大器作進(jìn)一步放大，或由傳感器和運(yùn)算放大器直接構(gòu)成電橋放大電路，輸出放大了的電壓信號(hào)。2〕集成運(yùn)放在幅值比較方面的運(yùn)用〔1〕簡(jiǎn)單電壓比較器〔2〕過(guò)零比較器〔3〕簡(jiǎn)單電壓比較器在汽車電子電路中的運(yùn)用集成運(yùn)放任務(wù)在非線性區(qū)時(shí)，可構(gòu)成幅值比較器〔電壓比較器〕。其功能是對(duì)送到集成運(yùn)放輸入端的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)展比較，并在輸出端以高、低電平的方式得到比較結(jié)果。比較器最常見的運(yùn)用電路有3種方式：(1)簡(jiǎn)單電壓比較器(2)滯回電壓比較器(3)窗口比較器〔1〕簡(jiǎn)單電壓比較器電壓比較器電路及傳輸特性a〕反向單門限比較器b〕同向單門限比較器〔2〕過(guò)零比較器a〕反相輸入b〕同相輸入〔3〕簡(jiǎn)單電壓比較器在汽車電子電路中的運(yùn)用①氧傳感器經(jīng)過(guò)電壓比較器與ECU之間進(jìn)展信號(hào)傳送②蓄電池電壓過(guò)低報(bào)警電路①氧傳感器經(jīng)過(guò)電壓比較器與ECU之間進(jìn)展信號(hào)傳送②蓄電池電壓過(guò)低報(bào)警電路單元小結(jié)1.半導(dǎo)體是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。2.半導(dǎo)體二極管的文字符號(hào)普通用VD表示。3.半導(dǎo)體三極管的文字符號(hào)普通用VT表示。4.晶閘管是一種大功率半導(dǎo)體元件。5.將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程稱為整流，整流電路是利用整流二極管的單導(dǎo)游電性能將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷摹?.單相半波整流電路由交流電源、一只整流二極管及負(fù)載組成。7.單相橋式全波整流電路由交流電源、4只整流二極管及負(fù)載組成。8.汽車發(fā)電機(jī)的整流電路普通用6只硅二極管接成三