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汽車(chē)電工電子技術(shù)高等職業(yè)教育“十二五”規(guī)劃教材賈寶會(huì)張文主編第2章汽車(chē)電路基礎(chǔ)第3章正弦交流電路第4章磁路及電磁器件第5章二極管與晶體管控制電路第6章發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)第7章數(shù)字電路基礎(chǔ)第8章汽車(chē)電子控制技術(shù)簡(jiǎn)介第1章汽車(chē)常用電氣元器件了解電阻的分類(lèi)與標(biāo)記掌握電容的表示方法了解電感的基本特性了解電阻、電容、電感在汽車(chē)上的應(yīng)用掌握指針式萬(wàn)用表測(cè)量電阻的方法了解半導(dǎo)體和PN結(jié)的基本知識(shí)掌握二極管的符號(hào)及特性了解特殊二極管在汽車(chē)電路中的應(yīng)用了解三極管的三種工作狀態(tài)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)第1章汽車(chē)常用電氣元器件電阻、電容及電感元件1.1半導(dǎo)體器件1.21.1電阻、電容及電感元件1.掌握電阻、電容、電感元件的基本概念。2.掌握電阻、電容、電感元件的識(shí)別與檢測(cè)。3.了解電阻、電容、電感元件在汽車(chē)上的應(yīng)用。4.學(xué)會(huì)使用指針式萬(wàn)用表測(cè)量電阻的方法。學(xué)習(xí)目的理論課堂1.1.1電阻元件1.1.1電阻元件1)電子在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)會(huì)受到一些阻礙,形成了電阻。1.1.1電阻元件1.電阻的定義電路中的元件,如不另加說(shuō)明,都是指理想元件。分析研究電路的一項(xiàng)基本內(nèi)容就是分析電路或元件的電壓、電流及其它們的關(guān)系,即伏安關(guān)系或伏安特性。1)電子在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)會(huì)受到一些阻礙,形成了電阻。2)電阻元件(簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻)。電阻伏安特性曲線(xiàn)(a)線(xiàn)性電阻(b)非線(xiàn)性電阻(1-1)電阻元件的伏安特性有線(xiàn)性和非線(xiàn)性之分。如果電壓與電流成正比關(guān)系(圖a),這類(lèi)電阻元件稱(chēng)為線(xiàn)性電阻元件,它兩端的電壓與電流服從歐姆定律。即(圖b)所示為半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線(xiàn),它不是一條直線(xiàn),其電壓與電流之間不符合歐姆定律,這類(lèi)元件稱(chēng)為非線(xiàn)性電阻元件,其阻值隨著電壓、電流的變化而變化,不是一個(gè)定值。

如果電阻元件上電壓與電流的參考方向非關(guān)聯(lián),歐姆定律式子前應(yīng)加“–”!

注意若令G=1/R,則G稱(chēng)為電阻元件的電導(dǎo)。電導(dǎo)的單位為西門(mén)子(S)。

(1-2)電路中電阻元件取用的功率為:

(1-4)從上式可以看出不論是正值還是負(fù)值,P總是大于零,說(shuō)明電阻元件總是消耗電功率的,與電壓、電流的實(shí)際方向無(wú)關(guān),故電阻是耗能元件。在直流電路中,當(dāng)電壓與電流取關(guān)聯(lián)參考方向時(shí),電阻元件在時(shí)間t內(nèi)消耗的電能為:電阻元件消耗的電功率為:(補(bǔ)充)

(補(bǔ)充)

解一個(gè)月的用電量

W=Pt=60(W)××30(h)

=5.4kWh已知:有一220V,60W的電燈,接在220V的電源上,求通過(guò)電燈的電流和電燈在220V電壓下工作時(shí)電阻如每晚用3小時(shí),問(wèn)一個(gè)月消耗電能多少?練習(xí):=5.4度電電阻的單位為歐姆(Ω),簡(jiǎn)稱(chēng)歐。理論課堂1.1.1電阻元件2.電阻的單位

是用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號(hào)在電阻器表面直接標(biāo)出標(biāo)稱(chēng)阻值。理論課堂1.1.1電阻元件3.電阻常見(jiàn)的標(biāo)注方法是用不同顏色的環(huán)在電阻器的表面標(biāo)出標(biāo)稱(chēng)阻值和允許誤差。(1)直標(biāo)法(2)色環(huán)法顏色第一位有效數(shù)字第二位有效數(shù)字倍乘數(shù)允許誤差%黑00×100—棕11×1011紅22×1022橙33×103—黃44×104—綠55×1050.5藍(lán)66×1060.2紫77×1070.1灰88×108—白99×109—金——×10-15銀——×10-210無(wú)色———20表1-1 四色環(huán)電阻色環(huán)各位含義例如:紅、紅、紅、銀四環(huán),如圖所示其表示的阻值為22×102=2200Ω,允許偏差為±10%;又如:綠、藍(lán)、金、金四環(huán),如圖所示其表示的阻值為56×10-1=5.6Ω,允許偏差為±5%;1)四色環(huán)電阻例如,棕、黑、綠、棕、棕五環(huán),其表示阻值為105×101=1050Ω=1.05kΩ,允許偏差為±1%。又如,棕、紫、綠、銀、棕五環(huán),表示阻值為175×10-2=1.75Ω,允許偏差為±1%。2)五色環(huán)電阻精密電阻采用五個(gè)色環(huán)標(biāo)志,前三環(huán)表示有效數(shù)字,第四環(huán)表示倍率,與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示允許偏差。將萬(wàn)用表(數(shù)字式或指針式)兩表筆(不分正負(fù))分別與電阻的兩端引腳相接即可測(cè)出實(shí)際電阻值。理論課堂1.1.1電阻元件4.電阻的檢測(cè)

1k0調(diào)零00測(cè)量電阻的錯(cuò)誤操作(1)熱敏電阻(2)壓敏電阻(3)光敏電阻理論課堂1.1.1電阻元件5.電阻元件在汽車(chē)上的典型應(yīng)用理論課堂1.1.1電阻元件1.1.1電阻元件電容元件是從實(shí)際電容器抽象出來(lái)的電路模型。1.1.2電容元件1.電容的定義任何兩塊非??拷慕饘賹?dǎo)體,中間隔以絕緣物質(zhì)就構(gòu)成一個(gè)電容器,電容器加上電壓后,兩塊極板上將出現(xiàn)等量異號(hào)電荷,并在兩極板間形成電場(chǎng),儲(chǔ)存電場(chǎng)能。即:(1-5)電容的伏安特性:上式表明:只有電容上的電壓變化時(shí),電容兩端才有電流。在直流電路中,電容上即使有電壓,但其對(duì)時(shí)間的變化率為0,即,此時(shí)電容相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài),因此電容具有隔直通交的作用。

(1-6)電容元件極板間儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為:(1-7)上式說(shuō)明,電容元件在某時(shí)刻儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量與元件在該時(shí)刻所承受的電壓的平方成正比。電容元件不消耗能量,故稱(chēng)為儲(chǔ)能元件。

理論課堂1.1.1電阻元件1.1.1電阻元件在國(guó)際單位制中,電容的單位為法拉()。1.1.2電容元件2.電容的單位(1)數(shù)字標(biāo)注法3.電容的標(biāo)識(shí)方法用三位整數(shù)表示容量大小,第一、二位為電容量的有效數(shù)字,第三位為有效數(shù)字后面加零的個(gè)數(shù),單位為皮法()。如:223、339理論課堂1.1.1電阻元件1.1.1電阻元件1.1.2電容元件將容量的整數(shù)部分寫(xiě)在容量單位標(biāo)注符號(hào)的前面,小數(shù)部分寫(xiě)在容量單位標(biāo)注符號(hào)的后面,如圖所示。(2)文字表示法(3)色標(biāo)法理論課堂在通常情況下,電容用做濾波或隔直流,電路中對(duì)電容量的精確度要求不高,故無(wú)須測(cè)量實(shí)際電容量。用萬(wàn)用表的“”擋可判斷電容器短路、斷路、漏電等故障。1.1.2電容元件4.電容的檢測(cè)1.1.2電容元件0.1以下的電容器用萬(wàn)用表×1k或×10k擋位,1以上的電容器用×100或×10擋測(cè)量電容兩引線(xiàn)之間的電阻值。如表筆接觸瞬間,指針擺動(dòng)一下后立即回到“∞”位置,將表筆對(duì)調(diào)再測(cè)量其阻值,表針出現(xiàn)同一現(xiàn)象,則說(shuō)明電容器是好的。容量越大,表針擺動(dòng)的角度也越大,1000以下的電容器幾乎看不到表針的擺動(dòng)。(1)電容器好壞鑒別理論課堂(1)電容式門(mén)鎖控制器5.電容器在汽車(chē)上的典型應(yīng)用圖1-10電容式中控門(mén)鎖系統(tǒng)1—電容器;2—門(mén)鎖開(kāi)關(guān);3—接電源;4—熱敏斷路器;5—閉鎖繼電器;6—開(kāi)鎖繼電器;7、8—接其他門(mén)鎖;9、10—電磁式門(mén)鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu);(2)電容式閃光器圖1-11電容式閃光器電路理論課堂電感元件是從實(shí)際電感線(xiàn)圈抽象出來(lái)的電路模型。

1.1.3電感元件1.電感的定義當(dāng)電感線(xiàn)圈通以電流時(shí),將產(chǎn)生磁通,在其內(nèi)部及周?chē)⒋艌?chǎng),儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量。即:

(1-8)當(dāng)忽略導(dǎo)線(xiàn)電阻及線(xiàn)圈匝與匝之間的電容時(shí),可將其抽象為只具有儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量性質(zhì)的電感元件。其伏安特性為:(1-9)上式表明,只有電感上的電流變化時(shí),電感兩端才有電壓。在直流電路中,電感上即使有電流通過(guò),但其對(duì)時(shí)間的變化率為0,即,在直流電流中電感相當(dāng)于短路狀態(tài)。電感元件中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量為:(1-10)上式說(shuō)明,電感元件在某時(shí)刻儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量,與該時(shí)刻流過(guò)的電流的平方成正比。電感元件不消耗能量,故稱(chēng)為儲(chǔ)能元件。2.電感的單位在國(guó)際單位制中,電感的單位為亨利(

)。理論課堂將電感的主要參數(shù)用文字直接標(biāo)注在電感器的外殼上,如圖1-13所示。

1.1.3電感元件3.電感的標(biāo)注方法圖1-13電感元件直標(biāo)法(1)直標(biāo)法理論課堂在電感器的外殼涂上各種不同顏色的環(huán),各色環(huán)顏色的含義與色環(huán)電阻標(biāo)志相同。單位為微亨(μH)。例:某一電感器的色環(huán)標(biāo)志依次為:棕、紅、紅、銀,則表示其電感量為,允許誤差為。(2)色環(huán)法理論課堂(1)電感器外觀(guān)結(jié)構(gòu)檢查1.1.3電感元件4.電感的檢測(cè)主要是觀(guān)察外形是否完好無(wú)損;磁性材料有無(wú)缺損、裂縫;金屬屏蔽罩是否有腐蝕氧化現(xiàn)象;線(xiàn)圈繞組是否清潔干燥;導(dǎo)線(xiàn)絕緣漆有無(wú)刻痕劃傷;接線(xiàn)有無(wú)斷裂;鐵心有無(wú)氧化等。

(2)用萬(wàn)用表測(cè)量電感器的直流電阻值及電感量若測(cè)量出的阻值為無(wú)窮大,說(shuō)明內(nèi)部線(xiàn)圈已開(kāi)路,電感器已損壞;若測(cè)量出一定的阻值且在正常范圍內(nèi),說(shuō)明此電感器正常;若測(cè)量出的阻值偏小或阻值為零,說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)的匝與匝之間有局部短路或完全短路。理論課堂1.1.3電感元件5.電感在汽車(chē)上的典型應(yīng)用圖1-16舌簧開(kāi)關(guān)式電流傳感器工作任務(wù)萬(wàn)用表的使用及電阻的認(rèn)識(shí)和測(cè)量1.工作目標(biāo)

(1)掌握指針式萬(wàn)用表的使用方法;(2)掌握萬(wàn)用表測(cè)量電阻的方法;(3)能夠準(zhǔn)確讀取電阻參數(shù)。工作任務(wù)3.工作過(guò)程不同阻值的電阻5個(gè)指針式萬(wàn)用表1塊2.需用器材(1)學(xué)習(xí)使用指針式萬(wàn)用表。工作任務(wù)(2)進(jìn)行電阻的測(cè)量(3)學(xué)習(xí)用色環(huán)識(shí)別電阻的阻值表1-2電阻數(shù)據(jù)記錄R1(Ω)R2(Ω)R3(Ω)R4(Ω)R5(Ω)萬(wàn)用表測(cè)量色環(huán)法識(shí)別萬(wàn)用表測(cè)量色環(huán)法識(shí)別萬(wàn)用表測(cè)量色環(huán)法識(shí)別萬(wàn)用表測(cè)量色環(huán)法識(shí)別萬(wàn)用表測(cè)量色環(huán)法識(shí)別工作任務(wù)4.工作評(píng)價(jià)序號(hào)工作目標(biāo)評(píng)價(jià)自評(píng)互評(píng)師評(píng)1能夠正確使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻2能夠用色環(huán)識(shí)別電阻的阻值3能夠?qū)σ陨蟽煞N方法測(cè)得的電阻進(jìn)行誤差分析4能否用清晰簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言表達(dá)自己的觀(guān)點(diǎn)1.2半導(dǎo)體器件1.掌握半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理和特點(diǎn)。2.正確分析電子電路的工作原理。3.正確選擇和合理使用半導(dǎo)體元件。4.學(xué)會(huì)半導(dǎo)體二極管和三極管的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)目的理論課堂1.2.1半導(dǎo)體及PN結(jié)半導(dǎo)體的特點(diǎn):

半導(dǎo)體導(dǎo)電特性獨(dú)有的特點(diǎn)熱敏性光敏性雜敏性自然界中的物質(zhì)按導(dǎo)電性能可以分為導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體?íì完全純凈、原子結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。理論課堂1.2.1半導(dǎo)體及PN結(jié)1.本征半導(dǎo)體高純度的硅和鍺都是單晶結(jié)構(gòu),它們的原子整齊地按一定規(guī)律排列,原子間的距離不僅很小,而且是相等的。(a)硅原子結(jié)構(gòu)(b)鍺原子結(jié)構(gòu)

這四個(gè)價(jià)電子不僅受自身原子核的束縛,還受到相鄰原子核的吸引,從而形成了共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),如圖所示:價(jià)電子(本征激發(fā)/熱激發(fā))自由電子-空穴對(duì)(1)溫度越高,自由電子--空穴對(duì)數(shù)目越多;(2)自由電子--空穴數(shù)目相等,對(duì)外不顯電性。硅(鍺)原子在晶體中的共價(jià)鍵排列復(fù)合平衡注意:半導(dǎo)體與導(dǎo)體不同,內(nèi)部有兩種載流子參與導(dǎo)電——自由電子與空穴。在外加電場(chǎng)的作用下,有:

I=In(電子電流)+Ip(空穴電流)空穴導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是價(jià)電子的定向移動(dòng)!(2)P型半導(dǎo)體理論課堂1.2.1半導(dǎo)體及PN結(jié)2.雜質(zhì)半導(dǎo)體

(1)N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中有目的、有選擇的摻入微量某種雜質(zhì)元素構(gòu)成雜質(zhì)半導(dǎo)體?!s質(zhì)為少量5價(jià)元素,如磷(P)

自由電子——多數(shù)載流子空穴——少數(shù)載流子載流子數(shù)

電子數(shù)磷原子自由電子正離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子N型半導(dǎo)體的簡(jiǎn)化圖示(1)N型半導(dǎo)體——雜質(zhì)為少量3價(jià)元素,如硼(B)。空穴——多子自由電子——少子硼原子空穴載流子數(shù)

空穴數(shù)P型半導(dǎo)體的簡(jiǎn)化圖示多數(shù)載流子少數(shù)載流子負(fù)離子(2)P型半導(dǎo)體注意:無(wú)論是N型還是P型半導(dǎo)體都是電中性,對(duì)外不顯電性?。?!理論課堂1.2.1半導(dǎo)體及PN結(jié)3.PN結(jié)的形成與特性什么是PN結(jié)?

PN結(jié)是P型與N型半導(dǎo)體區(qū)域交界處的特殊帶電薄層,具有特殊的單向?qū)щ娦?,是半?dǎo)體元器件制造的基礎(chǔ)單元。載流子濃度差復(fù)合(耗盡層)內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子擴(kuò)散幫助少子漂移擴(kuò)散漂移動(dòng)態(tài)平衡

注意:動(dòng)態(tài)平衡的PN結(jié)交界面上無(wú)電流流過(guò),即I=0。內(nèi)電場(chǎng)多子擴(kuò)散空間電荷區(qū)平衡PN結(jié)P區(qū)N區(qū)(1)PN結(jié)的形成3.PN結(jié)的形成與特性所以,正偏時(shí)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),漂移運(yùn)動(dòng)幾乎減小為0,宏觀(guān)上形成很大的正向電流IF。

外電場(chǎng)越強(qiáng),正向電流越大,PN結(jié)的正向電阻越小。內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)P區(qū)N區(qū)多子空穴多子自由電子正向電流IF+UR(2)PN結(jié)的單向?qū)щ娦?)PN結(jié)的正向?qū)ㄌ匦浴珜?dǎo)通(P區(qū)電位高于N區(qū))2)PN結(jié)的反向截止特性——反偏截止(P區(qū)電位低于N區(qū))所以,反偏時(shí)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)幾乎減小為0,由于少子數(shù)目較少,宏觀(guān)上形成極小的反向電流IR(接近于0)。

外電場(chǎng)增強(qiáng),反向電流也幾乎不增加,PN結(jié)的反向電阻很大。+URP區(qū)N區(qū)少子自由電子少子空穴反向電流IR內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)要記?。海?)外加正向電壓時(shí)PN結(jié)的正向電阻很小,電流較大,是多子擴(kuò)散形成的;(2)外加反向電壓時(shí)PN結(jié)的反向電阻很大,電流極小,是少子漂移形成的。要注意:

PN結(jié)電路中要串聯(lián)限流電阻。理論課堂一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的外引線(xiàn),然后用外殼封裝就成為最簡(jiǎn)單的二極管。1.2.2二極管1.二極管的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)從P區(qū)引出的引線(xiàn)叫做陽(yáng)極或正極,從N區(qū)引出的引線(xiàn)叫做陰極或負(fù)極。常用D(Diode)表示二極管。圖中的箭頭表示正偏時(shí)的正向電流方向。分類(lèi):按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型點(diǎn)接觸型金屬觸絲N型鍺P型層陽(yáng)極陰極面接觸型P型擴(kuò)散層錫支架N型硅SiO2保護(hù)層陰極陽(yáng)極2.二極管的伏安特性即PN結(jié)的特性——單向?qū)щ娦裕?)正向特性死區(qū)電壓硅管——0.5V鍺管——0.1V正向?qū)▔航礥F硅管——0.7V鍺管——0.3V(2)反向特性(3)反向擊穿特性二極管兩端加上反向電壓時(shí),在開(kāi)始很大范圍內(nèi),二極管相當(dāng)于非常大的電阻,反向電流很小,且不隨反向電壓而變化。反向電流IR

硅管——幾十μA以下鍺管——幾十到幾百μA二極管反向電壓加到一定數(shù)值時(shí),反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱(chēng)為反向擊穿。

(1)最大整流電流IFM——指二極管長(zhǎng)期工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流值。(2)最高反向工作電壓URM——指二極管不擊穿時(shí)所允許加的最高反向電壓,URM通常是反向擊穿電壓的一半,以確保二極管安全工作。(3)最大反向電流IRM——在常溫下承受最高反向工作電壓URM時(shí)的反向漏電流,一般很小,但受溫度影響很大。(4)最高工作頻率fM——指二極管保持單向?qū)щ娦詴r(shí)外加電壓的最高頻率。3.二極管的主要參數(shù)4.二極管的應(yīng)用(1)整流整流就是利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫⒔涣麟娮兂蓡畏较蛎}動(dòng)的直流電的過(guò)程。在汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)中,就是利用二極管組成的整流板將發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電整流為直流電。(2)鉗位二極管正向?qū)〞r(shí),正向壓降很小,可以忽略,因此強(qiáng)制使其陽(yáng)極電位與陰極電位基本相等,這種現(xiàn)象稱(chēng)為二極管的鉗位。

如圖所示,若A點(diǎn)UA=0,二極管D正偏導(dǎo)通,壓降很小,所以F點(diǎn)的電位也被鉗制在0V左右,即UF近似為0。(3)限幅利用二極管正向?qū)ê髢啥穗妷汉苄∏一静蛔兊奶匦钥梢詷?gòu)成各種限幅電路,使輸出電壓限制在某一電壓值以?xún)?nèi)。下圖為一正、負(fù)對(duì)稱(chēng)限幅電路:ui=10sinωt(V),US1=US2=5V。可見(jiàn),如忽略二極管正向?qū)▔航担敵霰幌拗圃诖蠹s±5V之間。OtuO/V55-10ui

/VOt105-5當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),由于電流的突然中斷,電感L將產(chǎn)生一個(gè)高于電源電壓很多倍的自感電動(dòng)勢(shì)eL,

eL與U疊加作用于開(kāi)關(guān)S上,使開(kāi)關(guān)S的壽命縮短。二極管D的接入,使eL通過(guò)二極管產(chǎn)生放電電流以釋放能量,從而保護(hù)了開(kāi)關(guān)S。(4)續(xù)流在電子線(xiàn)路中,經(jīng)常利用二極管來(lái)保護(hù)其他元器件免受過(guò)高電壓的損害。下圖所示電路是利用二極管來(lái)保護(hù)開(kāi)關(guān)S的保護(hù)電路。理論課堂1.2.2二極管5.特殊二極管及其應(yīng)用(1)穩(wěn)壓二極管

a)符號(hào)b)伏安特性工作在反向擊穿狀態(tài)一種將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體器件。(2)發(fā)光二極管(LED——

LightEmittingDiode)LED也是由一個(gè)PN結(jié)組成的,當(dāng)正向?qū)〞r(shí)可以發(fā)出一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光,常有紅、綠、黃等顏色。也有可以發(fā)出紅外光等不可見(jiàn)光的發(fā)光二極管。一般LED的工作電流為幾十mA,正向?qū)▔航禐椋?2)V,安全使用電壓應(yīng)選擇5V以下。(3)光敏二極管a)結(jié)構(gòu)b)符號(hào)理論課堂1.2.3晶體管1.晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)(1)結(jié)構(gòu)三區(qū)三極兩結(jié)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電極

Collector基極Base發(fā)射極Emitter集電結(jié)發(fā)射結(jié)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)NPN型ECB—集電區(qū)—發(fā)射區(qū)PPNPNP型(2)符號(hào)理論課堂1.2.3晶體管2.晶體管的分類(lèi)按材料分按頻率特性分按功率分硅管鍺管高頻管低頻管大功率管中功率管小功率管按結(jié)構(gòu)分NPN管PNP管理論課堂3.晶體管的電流分配和放大原理(1)晶體管放大條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏(2)載流子的傳輸過(guò)程下面以NPN管為例討論三極管的電流分配與放大作用,所得結(jié)論一樣適用于PNP三極管。使發(fā)射結(jié)正偏使集電結(jié)反偏1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子,形成發(fā)射極電流IE的主要成份。IE2.基區(qū)中電子的復(fù)合形成基極電流IB的主要成份。IB3.集電區(qū)收集電子形成集電極電流IC的主要成份。IC綜上所述,得到三極管的電流分配關(guān)系:1)IE=IC+IB2)IC=βIB3)IE=IC+IB=(1+β

)IB≈IC

三極管中還有一些少子電流,比如ICBO

,通??梢院雎圆挥?jì),但它們對(duì)溫度十分敏感。(3)電流分配關(guān)系理論課堂1.2.3晶體管4.晶體管的特性曲線(xiàn)因?yàn)槿龢O管有三個(gè)電極,因此分別將三極管的三個(gè)電極作為輸入端、輸出端和公共端,有三種不同的三極管放大電路的組成方式。根據(jù)公共電極的不同,分別叫做共發(fā)射極電路、共集電極電路和共基極電路。

下圖是測(cè)試三極管共發(fā)射極電路伏安特性曲線(xiàn)的電路圖:uCE≧1V,集電結(jié)反偏,電場(chǎng)足以將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的載流子吸收到集電區(qū)形成IC,uCE

再增大曲線(xiàn)也幾乎不變死區(qū)電壓與導(dǎo)通電壓UBE硅管分別約為0.5V和0.7V鍺管分別約為0.1V和0.3V(1)輸入特性曲線(xiàn)(1)截止區(qū)——iB=0曲線(xiàn)以下的區(qū)域:

iC=ICEO≈

0,兩結(jié)均反偏,三極管各電極電流均約等于0,所以可以等效為斷開(kāi)的開(kāi)關(guān);放大區(qū)截止區(qū)ICEO飽和區(qū)(2)放大區(qū)——在iB=0的特性曲線(xiàn)上方,近似平行于橫軸的曲線(xiàn)族部分:

iC基本不隨uCE變化僅受iB控制,iC=βiB,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,相當(dāng)于受控電流源。

uCE

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