汽車電氣基礎與原理01項目1常用電子元器件02項目2電工基礎03項目3電源電路04項目4傳統(tǒng)汽車構造基礎05項目5新能源汽車基礎06項目6汽車電控發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)電子元器件是組成電子電路的最基本單元；元件、器件統(tǒng)稱元器件。電阻、電容和電感等通常稱為電子元件。二極管、三極管、集成塊（集成電路）等通常稱為電子器件。本項目課程主要內容項目一常用電子元器件任務一常用電子元件任務二常用電子器件任務三常用電子零部件目錄頁保險裝置主要是指保護電氣線路或用電器（用電設備）的熔斷器（保險絲）和易熔線。

1.熔斷器（保險絲）熔斷器一般安裝在發(fā)動機罩（引擎蓋）下面或儀表盤（方向盤）附近的熔斷器盒內，常與繼電器組裝在一起，構成全車電路的中央接線盒。熔斷器外觀與熔值標注如圖1－1所示。

2.易熔線易熔線（見圖1－2）通常用來保護電源和大電流干線，超過額定電流能在5s內熔斷，因此不允許換用比規(guī)定容量大的易熔線。任務一常用電子元件一、保險裝置任務一常用電子元件一、保險裝置

3.符號用符號FU、F、FL表示保險裝置。

4.電路符號電路符號用表示。

5.作用主要保護電氣線路或用電器（用電設備）不因大電流而損壞。

6.熔斷器的檢測首先觀察保險絲是否斷裂，然后用萬用表歐姆擋的最小擋位，測量其電阻阻值；正常時，其讀數(shù)為零，如圖1－3所示。任務一常用電子元件一、保險裝置任務一常用電子元件一、保險裝置圖1－3萬用表測量熔斷器7.損壞情況（1）開路（斷路）——電阻值無窮大“∞”（數(shù)字表顯示“1”）。（2）接觸不良——接觸電阻值增大。（3）燒焦——阻值無窮大（數(shù)字表顯示“1”）。8.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、參數(shù)相近的可代換。（3）臨時代換可用稍大一些型號，然后應換回原型號。任務一常用電子元件一、保險裝置1.符號用符號R、RN（排阻）、VR（可變電阻）、RF和FS等表示電阻器。2.電路符號電路符號及對應實物如圖1－4所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

3.分類按電阻的制造材料可分為：RT——碳膜電阻（綠色等）、RJ——金屬膜電阻（紅色）、RX——線繞電阻（灰、白色）、R——水泥電阻、R——熔斷電阻。

4.外形各種電阻的外形如圖1－5所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）5.基本單位電阻的基本單位為MΩ（兆歐）、kΩ（千歐）、Ω（歐）、mΩ（毫歐）。6.換算關系換算關系：1MΩ=1

000kΩ，1kΩ=1

000Ω，1Ω=1

000mΩ。例：0.47MΩ=470kΩ，0.22Ω=220mΩ。7.作用電阻的作用為降壓、分壓、限流、分流、隔離、過濾（與電容配合）、匹配和信號幅度調節(jié)等。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

8.額定功率電阻在工作時消耗能量并發(fā)熱，因此每個電阻都有它的額定功率，工作時應小于它的額定功率，否則易被燒壞。電阻體積大的，其功率大，功率只與體積有關，而與阻值無關。電阻的額定功率也有標稱值，常用的有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W、20W等。選用電阻時，要留一定的余量，選標稱功率比實際消耗的功率大一些的電阻。如實際負荷1/4W，可以選用1/2W的電阻，實際負荷3W，可以選用5W的電阻。電路圖中電阻功率標記如圖1－6所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）在電路板上最常見電阻的標稱功率是1/8W的，最小的為1/16W，大于3W時一般用水泥電阻。不標功率值時默認為1/8W。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）圖1－6電阻額定功率

9.標識方法（1）阻值直標法。用數(shù)字直接標注阻值大小，默認單位為Ω，如圖1－7所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

（2）阻值數(shù)標法。用三位數(shù)表示，前兩位為有效數(shù)字，第三位為加零個數(shù)，最后一位不為零。單位為Ω，如圖1－8所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

（3）阻值色標法。用一圈一圈的顏色來表示電阻阻值的大小，單位為Ω。按精度不同分為三環(huán)電阻、四環(huán)電阻和五環(huán)（精密）電阻如圖1－9和圖1－10所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）色環(huán)電阻第一環(huán)的識別方法如下：1）一環(huán)是靠近電阻體邊緣的那一環(huán)。2）邊緣間距比較大的兩環(huán)是最后兩環(huán)，另一側是第一環(huán)。3）金色、銀色在邊緣不可能是第一環(huán)，只能是最后一環(huán)。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）10.電阻的串聯(lián)和并聯(lián)（1）電阻串聯(lián)。電阻串聯(lián)如圖1－11所示。其特點是流過每個電阻的電流都是相同的。其作用是分壓。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）例：R并=1/100Ω+1/470Ω+1/1

000Ω=76.18Ω并聯(lián)電路的總電阻比并聯(lián)電路中最小的電阻阻值還小，電路消耗的總功率等于各個電阻消耗的功率之和。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

11.電阻的檢測首先識別其電阻阻值，然后用萬用表Ω擋的相應擋位，測量其電阻阻值；正常時，其讀數(shù)不超過誤差。圖1－13所示為使用萬用表測量電阻阻值的示意圖。注：選擇擋位時應由高擋位到低擋位進行選擇，選擇的擋位越接近被測試電阻的阻值，測試的數(shù)據(jù)精度越高。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）12.損壞情況（1）開路（斷路）——阻值無窮大“∞”（數(shù)字表顯示“1”）。（2）變質——阻值增大（超過誤差）。（3）燒焦——阻值無窮大、阻值增大或阻值不變。13.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、參數(shù)相近的可代換。（3）可用數(shù)個電阻以串聯(lián)、并聯(lián)的方式代換。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

14.特殊電阻在汽車上的應用（1）熱敏電阻。電阻值隨溫度升高而減少的熱敏電阻稱為負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，如圖1－14所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）圖1－14冷卻液溫度傳感器

（2）壓敏電阻。它由進氣壓力傳感器組成，即由壓力轉換元件（硅片）、把轉換元件輸出信號進行放大的混合集成電路（IC放大器）和真空室組成，如圖1－15所示。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）圖1－15進氣壓力傳感器（3）光敏電阻。光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的。在受光時，半導體受光照產生載流子，由一電極到達另一電極，有效地參與導電，從而使光電導體的電阻率發(fā)生變化。光照強度越強，電阻越小，例如自動空調上的日光傳感器。任務一常用電子元件二、電阻器（電阻）

電容器（簡稱電容）是一種儲能元件；它是各種電子產品中不可缺少的基本元件。在電路中用于調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時等。

1.符號用符號C、CN、EC、TC、BC等表示電容器。任務一常用電子元件三、電容器2.電路符號電容器的電路符號如圖1－16所示。任務一常用電子元件三、電容器3.外形電容器的外形如圖1－17所示。任務一常用電子元件三、電容器4.實物電容器的實物如圖1－18所示。任務一常用電子元件三、電容器

5.結構兩導體之間夾一層絕緣介質（空氣、云母、陶瓷等），就構成一個能夠存儲電荷的電容，如圖1－19所示。存儲電荷愈多，儲存的電場能量也愈多。

6.基本單位電容器的基本單位為F（法拉）、mF（毫法）、μF（微法）、nF（納法）、pF（皮法）。

7.換算關系電容器的換算關系：1F=1

000mF、1mF=1

000μF、1μF=1

000nF、1nF=1

000pF、1F=103mF=106μF=109nF=1012pF。任務一常用電子元件三、電容器任務一常用電子元件三、電容器8.特性（1）通交流，隔直流。（2）充放電（電容容量愈大，充放電過程愈慢）。（3）儲能（電容儲存的是電場能量——容量愈大，儲存的電場能量愈多）。9.作用（1）濾波——把脈動的直流電變?yōu)槠交闹绷麟?。?）耦合——傳遞信號。（3）旁路——交流通路（濾除交流成分）。（4）能量轉換——把電能轉換成其它能量。（5）延時——充放時間（容量愈大，充電時間愈長）。（6）調諧——選頻（選臺）。（7）振蕩——由電阻、電感等構成振蕩電路。任務一常用電子元件三、電容器10.標識方法（1）直標法。用數(shù)字直接標注容量大小，默認單位為pF，如圖1－20所示。任務一常用電子元件三、電容器（2）數(shù)標法。用三位數(shù)表示，且最后一位不為零。前兩位為有效數(shù)字，第三位為加零個數(shù)，單位為pF，如圖1－21所示。任務一常用電子元件三、電容器（3）色標法。與色環(huán)電阻相同，即用不同顏色的帶或點在產品表面上標出產品的主要參數(shù)（容量），如圖1－22所示；容量的單位為pF。按精度不同分為三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)（精密）電容。色環(huán)電容第一環(huán)的識別：第一環(huán)是靠近電容體上邊緣的那一環(huán)。第一環(huán)和第二環(huán)為有效數(shù)字。任務一常用電子元件三、電容器11.電容的串聯(lián)和并聯(lián)（1）電容串聯(lián)。電容串聯(lián)如圖1－23所示。其特點是流過每個電容的電流都是相同的。任務一常用電子元件三、電容器例：1C=1/100+1/100+1/100、C=100/3=33.333pF電容串聯(lián)等效于增加電容極板間的距離。任務一常用電子元件三、電容器（2）電容并聯(lián)。電容并聯(lián)如圖1－24所示。其特點是每個電容兩端的電壓相同。任務一常用電子元件三、電容器任務一常用電子元件三、電容器

12.電容的檢測首先識別其容量標識，然后用萬用表F擋的相應擋位，測量其容量；正常時，其讀數(shù)不超過誤差（在路測量電容時不能通電，且至少要斷開一只腳，才能準確測量其容量），如圖1－25所示。任務一常用電子元件三、電容器

13.損壞情況（1）開路（斷路）——阻值無窮大“∞”（無容量）。（2）短路——阻值為零（無容量）。（3）變質——阻值增大（容量減少）。（4）鼓包、漏液、炸裂等。

14.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、參數(shù)相近的可代換。（3）可用數(shù)個電容以串聯(lián)、并聯(lián)的方式代換。

15.應用利用電容器充電、放電和隔直流、通交流的特性，在電路中用于隔直流、耦合信號、旁路交流、濾波、定時和組成振蕩電路等。任務一常用電子元件三、電容器16.電容器的識別電容器的識別方法如圖1－26所示。任務一常用電子元件三、電容器圖1－26電容器的識別方法電感器（電感線圈）簡稱電感，也是一種儲能元件。電容儲存的是電場能量，而電感儲存的是磁場能量（它能把電能轉換為磁場能，并在磁場中儲存能量）。

1.符號用符號L表示電感器。任務一常用電子元件四、電感器（電感）2.電路符號電感器的電路符號如圖1－27所示。任務一常用電子元件四、電感器（電感）

3.結構電感線圈是用導線（漆包線、紗包線、裸導線等），在各種形狀的骨架上繞制而成的線圈。一般帶有鐵氧體磁芯，以增大磁通量，如圖1－28所示。任務一常用電子元件四、電感器（電感）4.實物外形電感器的實物外形如圖1－29所示。任務一常用電子元件四、電感器（電感）

5.特性（1）自感。當線圈電流變化時，磁場能量跟著變化，根據(jù)焦耳楞次定律，將產生自感電動勢來阻止電流的變化，這就是電感的自感特性。（2）阻交流通直流。

6.作用（1）振蕩、濾波：電感器經常和電容器一起工作，構成LC濾波器，LC振蕩器等。（2）阻流：電感線圈對交流電有一定的阻力（電感量愈大頻率愈高，感抗愈大）。（3）調諧與選頻：電感線圈與電容并聯(lián)可以組成LC調諧回路。

7.單位電感量：電感線圈自感作用的大小稱為電感量，用L表示。其單位是：H（亨利）、mH（毫亨）、μH（微亨）。

8.換算關系電感器的換算關系是：1H=1

000mH=1

000

000μH、1H=1

000

000μH。任務一常用電子元件四、電感器（電感）9.電感器的串聯(lián)和并聯(lián)（1）電感器串聯(lián)。電感器的串聯(lián)如圖1－30所示。任務一常用電子元件四、電感器（電感）任務一常用電子元件四、電感器（電感）

10.電感器的檢測測量電感器的參數(shù)需要用專用的儀器（如電感、電容、電橋、歐姆表等）；在不具備專用儀器的情況下，可用萬用表測試，大概判斷電感器的好壞，如圖1－32所示。測量時用萬用表歐姆擋的相應擋位，在斷電狀態(tài)下測試電感器兩端的直流電阻。一般情況下：高頻電感器的阻值為：零點幾歐姆～幾歐姆；中頻電感器的阻值為：幾歐姆～幾十歐姆；低頻電感器的阻值為：幾百歐姆～幾千歐姆。任務一常用電子元件四、電感器（電感）任務一常用電子元件四、電感器（電感）11.損壞情況（1）開路（斷路）——阻值無窮大“∞”（數(shù)字表顯示“1”）。（2）短路——阻值減小或為零。（3）燒焦——阻值無窮大、阻值增大或阻值不變。12.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、參數(shù)相近的可代換。任務一常用電子元件四、電感器（電感）變壓器是應用電磁感應原理工作的電感器件。變壓器有兩個或兩個以上的線圈，線圈間存在互感作用，所以變壓器能變換電壓和阻抗。

1.符號用符號T、B表示變壓器。任務一常用電子元件五、變壓器2.電路符號變壓器的電路符號如圖1－33所示。任務一常用電子元件五、變壓器

3.結構變壓器是用絕緣導線（漆包線、紗包線等），在各種形狀的鐵芯（硅鋼片）或鐵氧體磁芯上繞制成。如圖1－34所示，N1為初級線圈的圈數(shù)，N2為次級線圈的圈數(shù)，這就是最簡單的變壓器結構。當初級線圈加有交流電U1時，鐵芯中便產生交變磁場，這個磁場也穿過次級線圈并在它的兩端產生感應電動勢（感應電壓）U2，這種線圈間相互作用而產生感應電壓的現(xiàn)象叫作互感。任務一常用電子元件五、變壓器任務一常用電子元件五、變壓器任務一常用電子元件五、變壓器４.作用

5.變壓器的種類（1）電源變壓器。電源變壓器的主要用途是電壓變換。通常為降壓，以適應電子設備低壓電源的要求；用硅鋼片繞制而成。圖1－35所示為電源變壓器。任務一常用電子元件五、變壓器任務一常用電子元件五、變壓器（2）汽車點火線圈。汽車點火線圈用鐵芯繞制而成，如圖1－36所示。它起升壓作用，把12V低電壓升到上萬伏的高電壓。任務一常用電子元件五、變壓器（3）低頻（音頻）變壓器。低頻（音頻）變壓器主要用作阻抗變換，如圖1－37所示。任務一常用電子元件五、變壓器（4）中頻和高頻變壓器。中頻變壓器（中周）——具有阻抗變換和選頻作用。高頻變壓器（磁棒天線、阻抗變換器）——具有高導磁率和低損耗。脈沖、行輸出變壓器——兼有阻抗變換和升壓作用，用高頻鐵氧體磁芯繞制而成，如圖1－38所示。任務一常用電子元件五、變壓器

6.變壓器的檢測（1）用萬用表測量直流電阻。用萬用表的歐姆擋，分別測量變壓器的初級、次級線圈，如圖1－39所示。一般情況下，初級線圈線徑較細，直流電阻較大，有數(shù)百歐姆；次級線圈線徑較粗，直流電阻較小，只有數(shù)歐姆。任務一常用電子元件五、變壓器

（2）用萬用表判斷變壓器線圈的同名端。同名端亦叫同相端或同極性端，指兩繞組感應電壓同極性端它與繞組繞向有關。用萬用表判斷變壓器繞組同名端如圖1－40所示。將萬用表置于電流50μA擋，兩只表筆與變壓器次級的兩個端子相接；然后取一節(jié)大號電池，與變壓器初級的兩個接線端子碰一下，在碰觸的瞬間萬用表指針向右偏轉，則變壓器初級、次級線圈上涂有黑點的為同名端。任務一常用電子元件五、變壓器7.損壞情況（1）開路（斷路）——阻值無窮大“∞”，數(shù)字表顯示“1”。（2）短路——阻值減小或為零。（3）燒焦——阻值無窮大或不變。（4）漏電——初級與次級或鐵芯之間。8.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、參數(shù)相近的可代換。任務一常用電子元件五、變壓器1.符號用符號X、Y表示晶振。2.電路符號晶振的電路符號為。任務一常用電子元件六、晶振（石英晶體諧振器XTAL）3.實物晶振的外形及實物如圖1－41所示。任務一常用電子元件六、晶振（石英晶體諧振器XTAL）4.作用與參數(shù)用于穩(wěn)定振蕩頻率（時鐘頻率）；有不同的諧振頻率，如32.768kHz、14.318MHz等。5.檢測與代換用示波器或頻率計測量波形或頻率。原型號代換，不可有偏差。任務一常用電子元件六、晶振（石英晶體諧振器XTAL）任務一常用電子元件任務二常用電子器件任務三常用電子零部件目錄頁半導體二極管又稱晶體二極管，簡稱二極管。二極管由一個PN結、兩條電極引線和管殼構成。在PN結的兩側用導線引出加以封裝，就是二極管。一般二極管實物有標記的一側為負極，另一側為正極。圖1－42所示為二極管。任務二常用電子器件一、二極管任務二常用電子器件一、二極管1.符號用符號D、VD表示二極管。2.電路符號二極管的電路符號如圖1－43所示。注：對于一般二極管，三角形的一側為正極，另一側為負極。任務二常用電子器件一、二極管

3.二極管的結構在同一塊硅片上進行摻雜工藝處理，使其一部分是N型半導體，另一部分是P型半導體，則在兩部分的交界面處就會形成一個特殊的空間電荷區(qū)“PN結”或“耗盡層”（P型半導體含有正電荷載流子，N型半導體含有負電荷載流子；PN結內正負載流子消耗光了，就呈現(xiàn)出很大的電阻，故稱耗盡層）。二極管結構如圖1－44所示，外形及實物如圖1－45所示。任務二常用電子器件一、二極管圖1－44二極管結構注：對于一般二極管，實物有標記的一側為負極，另一側為正極。任務二常用電子器件一、二極管

4.二極管的特性二極管最重要的特性就是單方向導電性（單向導電）；在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出，如圖1－46所示。（1）正向特性。二極管的正向特性如圖1－47所示。二極管正向偏置時導通。其“門檻電壓”，鍺管為0.2～0.3V，硅管為0.5～0.7V。（2）反向特性。二極管的反向特性如圖1－48所示。任務二常用電子器件一、二極管

二極管反向偏置時截止。但二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為“漏電流”（當二極管的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向導電性，這種狀態(tài)稱為二極管的“擊穿”）。任務二常用電子器件一、二極管5.二極管的作用二極管主要用于整流、檢波、穩(wěn)壓、顯示（發(fā)光二極管）、開關、保護等如圖1－49所示。任務二常用電子器件一、二極管

6.二極管檢測用數(shù)字萬用表的擋檢測，如圖1－50所示。（1）用數(shù)字萬用表的紅表筆接二極管正極，黑表筆接二極管負極（正向）。正常時：應有鍺管0.200～0.300V、硅管0.500～0.800V的讀數(shù)（正向壓降）。（2）用數(shù)字萬用表的紅表筆接二極管負極，黑表筆接二極管正極（反向）。正常時：數(shù)字萬用表應顯示“1”，表示“無窮大”。任務二常用電子器件一、二極管任務二常用電子器件一、二極管

7.損壞情況（1）斷路（開路）——阻值無窮大。（2）擊穿（短路）——阻值為零。（3）變質——阻值正常。

8.代換（1）原型號代換。（2）類型相同、極限參數(shù)相近或略大于的可代換。例：1N4007可以代換1N4006、1N4005、1N4004、1N4003、1N4002、1N4001。1N5399可以代換1N5398、1N5397、1N5396、1N5395、1N5394、1N5393、1N5392、1N5391。1N5408可以代換1N5407、1N5406、1N5405、1N5404、1N5403、1N5402、1N5401。任務二常用電子器件一、二極管9.應用二極管在汽車發(fā)電機上的應用，如圖1－51所示。任務二常用電子器件一、二極管

半導體三極管也稱為晶體三極管、簡稱三極管。三極管是電流控制器件，利用基區(qū)窄小的特殊結構，通過載流子的擴散和復合，實現(xiàn)了基極電流對集電極電流的控制，使三極管具有更強的控制能力。圖1－52所示為三極管。任務二常用電子器件二、三極管1.符號用符號BG、Q、T、V、VT表示三極管。2.電路符號三極管的電路符號如圖1－53所示。任務二常用電子器件二、三極管3.三極管的結構三極管由二個PN結（集電結、發(fā)射結）和三個電極（b極、c極、e極）構成，如圖1－54所示。任務二常用電子器件二、三極管圖1－54PNP型三極管的結構4.三極管的分類三極管分類如圖1－55所示。（1）按材料分為硅三極管、鍺三極管。（2）按導電類型分為PNP型、NPN型。（3）按用途分為高頻（fT＞3MHz）、低頻（fT＜3MHz）和開關三極管。任務二常用電子器件二、三極管任務二常用電子器件二、三極管5.三極管的作用（1）放大。（2）振蕩。（3）開關。（4）可變電阻。（5）阻抗變換。任務二常用電子器件二、三極管6.特性和工作狀態(tài)（1）特性。三極管具有電流放大作用，屬于電流控制型器件。其特性如圖1－56所示。任務二常用電子器件二、三極管（2）工作狀態(tài)。

1）截止：Ib=0時，三極管截止，c、e之間相當于開路。

2）飽和導通：Ib很大時，三極管進入飽和導通狀態(tài)，c、e之間相當于直接導通。

3）放大：0＜Ib＜一定數(shù)值，三極管處于放大狀態(tài)，Ic=βIb成立，Ic與Ib成正比，工作在線性區(qū)，用于放大小信號。

1）、2）合稱開關狀態(tài)，3）為放大狀態(tài)。任務二常用電子器件二、三極管7.型號與參數(shù)（1）型號。三極管的型號如圖1－57所示。（2）參數(shù)。極限參數(shù)：電流ICM、功率PCM、耐壓U（BR）CEO、β和hFE（小功率管為50～400之間）。任務二常用電子器件二、三極管8.引腳識別三極管的引腳識別如圖1－58所示。任務二常用電子器件二、三極管

9.判斷數(shù)字萬用表：用二極管擋，把數(shù)字萬用表的任一表筆去假定接三極管的任意一腳為b極，另一表筆分別測量三極管的另外兩腳；若兩次測量結果都有（200～300為鍺管，或400～800為硅管）讀數(shù)，則b腳假定正確；兩次測量結果的讀數(shù)對比：讀數(shù)比較小的一腳為c腳，讀數(shù)比較大的一腳為e腳；紅表筆去假定三極管的b腳為NPN型，黑表筆去假定三極管的b腳為PNP型。指針式萬用表撥在R×1kΩ擋或R×100Ω,把指針式萬用表的任一表筆接三極管的任意一腳，假定此腳為b極，另一表筆分別測量三極管的另外兩腳；若兩次測量結果都有（數(shù)百歐為鍺管，數(shù)千歐為硅管）讀數(shù)，則b腳假定正確；兩次測量結果的讀數(shù)對比：讀數(shù)比較小的一腳為c腳，讀數(shù)比較大的一腳為e腳；黑表筆去假定三極管的b腳為NPN型，紅表筆去假定三極管的b腳為PNP型。圖1－59所示為判斷三極管引腳的方法。任務二常用電子器件二、三極管任務二常用電子器件二、三極管10.損壞情況三極管的損壞情況如圖1－60所示。圖1－60三極管損壞情況（1）斷路——阻值無窮大。（2）擊穿（短路）——阻值為零。（3）變質——阻值正常。任務二常用電子器件二、三極管

11.代換原型號代換或極性相同、極限參數(shù)相近的可代換。

12.三極管的三種工作狀態(tài)根據(jù)三極管連接的外部電路條件，三極管有以下三種工作狀態(tài)。（1）截止。當NPN型三極管連接成如圖1－61（a）所示電路時，基極b與發(fā)射極e電位差小于0.7V，在這種狀態(tài)下，三極管不導通，沒有電流流動，稱為三極管的截止狀態(tài)。當PNP型三極管連接成如圖1－61（b）所示電路時，基極b與發(fā)射極e電位差小于0.3V，在這種狀態(tài)下，三極管不導通，沒有電流流動，稱為三極管的截止狀態(tài)。任務二常用電子器件二、三極管任務二常用電子器件二、三極管

（2）放大。如圖1－62（a）所示，當NPN管的基極b與發(fā)射極e電位差大于0.7V，這種情況稱為基極加了正向偏壓。在這種狀態(tài)下，三極管導通，集電極c向發(fā)射極e有電流，而且流過的電流的大小與基極b流入的電流成正比，稱為三極管的放大狀態(tài)。如圖1－62（b）所示，當PNP管的基極b與發(fā)射極e電位差大于0.3V，這種情況稱為基極加了正向偏壓。在這種狀態(tài)下，三極管導通，發(fā)射極e向集電極c有電流，而且流過的電流的大小與基極b流入的電流成正比，稱為三極管的放大狀態(tài)。任務二常用電子器件二、三極管任務二常用電子器件二、三極管

（3）飽和。在放大狀態(tài)，三極管c、e之間的電流是隨著基極b的電流增大而增大的。但是，當三極管的基極電流增加到一定值時，再增大正向偏壓，加大基極電流，c、e之間的電流維持在一個最大值而不再增大了，這種狀態(tài)稱為三極管的飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)，三極管c、e之間電位差很小，幾乎為零，相當于一個開關的兩端閉合。在分析汽車電路中，如果遇到三極管飽和的狀態(tài)，可認為c、e電位相等。三極管在汽車電子電路中通常有兩種應用，一種是利用三極管的放大功能，對微弱的傳感器信號進行放大后，傳給ECU；另一種是利用三極管的截止與飽和兩個狀態(tài)互相變換，作為一個電子開關，控制其他電子元件。任務二常用電子器件二、三極管

晶閘管（Thyristor）是一種開關元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設備。1957年，美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一個晶閘管產品，并于1958年使其商業(yè)化。晶閘管有三個PN結（二極管有一個，三極管有兩個），三個引腳，分別是陽極A、陰極K和控制極G。還有一種是雙向晶閘管，它的電流可以雙向流通，三個極分別是主電極T1、主電極T2和控制極G。晶閘管按其關斷、導通及控制方式可分為普通晶閘管（SCR）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導晶閘管（RCT）、門極關斷晶閘管（GTO）、BTG晶閘管、溫控晶閘管（TT國外，TTS國內）和光控晶閘管（LTT）等多種。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

1.符號用符號V、VT（舊標準中用字母SCR）表示晶閘管。

2.電路符號晶閘管的電路符號如圖1－63所示。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）3.結構晶閘管的結構如圖1－64所示。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

4.特點可小電流觸發(fā)導通，導通后即使撤銷觸發(fā)信號也仍能保持導通，只有A、K兩端電壓降到一定值（或通過它的電流小到某一程度）方可關斷。

5.作用晶閘管的作用是可控整流、無觸點開關、調控、觸發(fā)保護、變頻，具有硅整流器件的特性。能在高壓、大電流條件下工作，且工作過程可控。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

6.感性認識將晶閘管按圖1－65所示的方式連接，當閉合S2時，燈泡不會發(fā)光（如果是二極管則會發(fā)光），這時將S1閉合，燈泡亮了起來；再將S1斷開，發(fā)現(xiàn)燈泡仍然亮，只有將S2斷開燈泡才會滅；將S2斷開后再閉合，燈泡滅了不再亮，只有再次將S1閉合觸發(fā)才會再次點亮。這說明導通只要觸發(fā)即可，不必一直有觸發(fā)電流。另外，晶閘管只有導通與截止兩種狀態(tài)，不像晶體管那樣可工作于放大狀態(tài)。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）7.主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)是耐壓、工作電流、單向/雙向。其外形及實物如圖1－66所示。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

8.晶閘管的檢測晶閘管的檢測如圖1－67所示。（1）單向晶閘管：用萬用表二極管擋，在三個極的六次測量中，只有一次是導通的（壓降500～700mV，相當于二極管的正向，大電流晶閘管在G和K或G和T1間可能會并聯(lián)一只200Ω左右的電阻），且在導通時紅表筆接的是控制極G，黑表筆接的是陰極K，剩下的是陽極A。（2）雙向晶閘管：在六次測量中，有兩個極正反測均導通，在導通壓降較小的一次，紅表筆接的是控制極G，黑表筆接的是主電極VT1。另一個極和這兩個極都不通，是主電極VT2。常用型號：BT1691A單向，100－61A單向，97A61A雙向，BT136、BT137雙向，BT、CR系列（單向），BCR系列（雙向）。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）圖1－67晶閘管的檢測

9.損壞情況（1）斷路——阻值無窮大。（2）擊穿（短路）——阻值為零。（3）變質——阻值正常。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

10.代換原型號代換或極性相同、極限參數(shù)相近的可代換。其外形如圖1－68所示。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

11.使用注意事項（1）在使用可控硅之前，應用萬用表檢查可控硅是否良好；發(fā)現(xiàn)有短路或斷路現(xiàn)象時，應立即更換。（2）嚴禁用兆歐表（即搖表）檢查元件的絕緣情況。（3）電流在5A以上的可控硅要裝散熱器，并保證所規(guī)定的冷卻條件。為保證接觸良好，在散熱器與可控硅管心之間應涂上一層有機硅油或硅脂。（4）按規(guī)定應對主電路中的可控硅采用過壓及過流保護裝置。（5）要防止可控硅控制極的正向過載和反向擊穿。（6）選用可控硅的額定電壓時，應參考實際工作條件下的峰值電壓的大小，并留出一定的余量。（7）選用可控硅的額定電流時，除了考慮通過元件的平均電流外，還應注意正常工作時導通角的大小、散熱通風條件等因素。在工作中還應注意管殼溫度不超過相應電流下的允許值。任務二常用電子器件三、晶閘管（晶體閘流管、可控硅SCR）

場效應管原稱為場效應晶體管，是一種利用場效應原理工作的半導體器件，是電壓控制型器件，具有輸入阻抗高、噪聲低、動態(tài)范圍大、易于集成等特點。

1.符號用符號Q、MN、MP、MF、FET表示場效應管。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）

2.電路符號場效應管的電路符號，如圖1－69所示。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）

3.特性和工作狀態(tài)（1）特性。場效應管是一種電壓控制型器件；改變G、S之間的電壓就可以改變D極的電流（開啟電壓UGS（th），一般為0.45～3V），如圖1－70所示。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）（2）工作狀態(tài)。①截止：UGS=0時，ID=0，F(xiàn)ET截止；D、S之間相當于開路。②導通：UGS很大，大于開啟電壓UGS（th）時，D、S之間完全導通。③放大：0＜UGS＜UGS（th），F(xiàn)ET處于放大狀態(tài)，Id與UGS成正比，工作在線性區(qū)。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）

4.場效應管的分類場效應管的種類較多，主要分為結型場效應管和絕緣柵場效應管。結型場效應管又分為N溝道管和P溝道管。絕緣柵場效應管簡稱MOS場效應管，一般又分為耗盡型MOS管和增強型MOS管（每類又分為N溝道和P溝道）。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）5.型號與參數(shù)場效應管的常用型號與參數(shù)如圖1－71所示。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）6.作用場效應管在電路中一般用于放大、調制、阻抗變換、恒流源和可變電阻等。7.引腳識別場效應管的引腳識別，如圖1－72所示。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）

8.場效應管的檢測把數(shù)字萬用表的任一表筆去接場效應管S極，另一表筆測量場效應管D極；測量結果，正常時應有：400～800的讀數(shù)；兩表筆交換應無窮大（“1”）。紅表筆接場效應管S極為N溝道，黑表筆去接場效應管S極為P溝道。圖1－73所示為使用數(shù)字萬用表檢測場效應管的示意圖。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）9.損壞情況場效應管的損壞情況檢測，如圖1－74所示。（1）斷路（開路）——阻值無窮大。（2）擊穿（短路）——阻值為零。（3）變質——阻值正常。10.代換原型號代換或極性相同、極限參數(shù)相近的可代換。任務二常用電子器件四、MOSFET（場效應管）

IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor），是由BJT（低飽和壓降的雙極型三極管）和MOS（具有高輸入阻抗、高速的絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅動功率小而飽和壓降低。適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動和電動汽車等領域。

IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變量時，集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關系曲線。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似，也可分為飽和區(qū)、放大區(qū)和擊穿區(qū)三部分。IGBT作為開關器件穩(wěn)態(tài)時主要工作在飽和導通區(qū)。IGBT的轉移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關系曲線。它與MOSFET的轉移特性相同，當柵極電壓VGE小于開啟電壓VGE（th）時，IGBT處于關斷狀態(tài)。在IGBT導通后的大部分集電極電流范圍內，IC與VGE呈線性關系。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

IGBT與MOSFET的對比如下：

MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極（S）、漏極（D）和柵極（G）。主要優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大。缺點：擊穿電壓低，工作電流小。

IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR（功率晶管）相結合的產物。它的三個極分別是集電極（C）、發(fā)射極（E）和柵極（G）。特點：擊穿電壓可達1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達250kVA以上，工作頻率可達20kHz。

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的CPU；廣泛應用在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

1.符號用符號B、IGBT表示IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）。

2.電路符號

IGBT的電路符號如圖1－75所示。

T2是增強型MOS管，工作時，首先在施加柵極電壓之后形成導電溝道，出現(xiàn)PNP管T1的基極電流，IGBT導電；當FET溝道消失，基極電流切斷，IGBT截止。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

3.結構

IGBT管的結構如圖1－76所示。圖1－76所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極（即發(fā)射極E）。N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極（即門極G）。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)（包括P+和P-區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（SubchannelRegion）。而在漏區(qū)另一側的P+區(qū)稱為漏注入區(qū)（DrainInjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進行導電調制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入區(qū)上的電極稱為漏極（即集電極C）。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP（原來為NPN）晶體管提供基極電流，使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N-溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入N-層的空穴（少子），對N-層進行電導調制，減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

4.IGBT模塊

IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品；封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上；IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點；當前市場上銷售的多為此類模塊化產品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊。圖1－77所示為IGBT模塊。

IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融合了這兩種器件的優(yōu)點，既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優(yōu)點，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內，在現(xiàn)代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用，在較高頻率的大、中功率應用中占據(jù)了主導地位。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅動正電壓，則MOSFET導通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導通；若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOS截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極－發(fā)射極間施加十幾伏的直流電壓，只有在μA級的漏電流流過，基本上不消耗功率。

IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源電壓緊密相關。使用中當IGBT模塊集電極電流增大時，所產生的額定損耗亦變大。同時，開關損耗增大，使元件發(fā)熱加劇，因此，選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。特別是用作高頻開關時，由于開關損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時應該降等使用。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（1）IGBT模塊使用注意事項。

IGBT模塊為MOSFET結構，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓在20～30V。因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此使用中要注意以下幾點：

1）在使用模塊時，盡量不要用手觸摸驅動端子部分，當必須要觸摸模塊端子時，要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后，再觸摸。

2）在用導電材料連接模塊驅動端子時，在配線未接好之前請先不要接上模塊，盡量在底板良好接地的情況下操作。在應用中有時雖然保證了柵極驅動電壓沒有超過柵極最大額定電壓，但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合，也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此，通常采用雙絞線來傳送驅動信號，以減少寄生電感。在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

3）在柵極－發(fā)射極間開路時，若在集電極與發(fā)射極間加上電壓，則隨著集電極電位的變化，由于集電極有漏電流流過，柵極電位升高，集電極則有電流流過。這時，如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓，則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。

4）在使用IGBT的場合，當柵極回路不正?；驏艠O回路損壞時（柵極處于開路狀態(tài)），若在主回路上加上電壓，則IGBT就會損壞，為防止此類故障，應在柵極與發(fā)射極之間串接一只10kΩ左右的電阻。

5）在安裝或更換IGBT模塊時，應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻，最好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇，當散熱風扇損壞中散熱片散熱不良時將導致IGBT模塊發(fā)熱，而發(fā)生故障。因此對散熱風扇應定期進行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應器，當溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（2）IGBT模塊保管注意事項。保存IGBT模塊的場所，應保持常溫常濕狀態(tài)。常溫的規(guī)定為5～35℃，常濕的規(guī)定在45%～75%左右。在冬天特別干燥的地區(qū)，需用加濕機加濕；盡量遠離有腐蝕性氣體或灰塵較多的場合；在溫度發(fā)生急劇變化的場所IGBT模塊表面可能有結露水的現(xiàn)象，因此IGBT模塊應放在溫度變化較小的地方；保管時，須注意不要在IGBT模塊上堆放重物；裝IGBT模塊的容器，應選用不帶靜電的容器。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

5.工作特性（1）靜態(tài)特性。

1）IGBT的伏安特性。

2）IGBT的轉移特性。（2）動態(tài)特性。動態(tài)特性又稱開關特性，IGBT的開關特性分為兩大部分：一是開關速度，主要指標是開關過程中各部分時間；另一個是開關過程中的損耗。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

6.工作原理（1）方法。

IGBT是將高電壓、強電流應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。由于實現(xiàn)一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道，而這個通道卻具有很高的電阻率，所以造成功率MOSFET具有RDS（on）數(shù)值高的特征，IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點。雖然最新一代功率MOSFET器件大幅度改進了RDS（on）特性，但是在高電平時，功率導通損耗仍然要比IGBT技術高出很多。較低的壓降，轉換成一個低VCE（sat）的能力，以及IGBT的結構，同一個標準雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡化IGBT驅動器的原理圖。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（2）導通。

IGBT硅片的結構與功率MOSFET的結構十分相似，主要差異是IGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層（NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分）。如等效電路圖所示，其中一個MOSFET驅動兩個雙極器件?；膽迷诠荏w的P+和N+區(qū)之間創(chuàng)建了一個J1結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時，一個N溝道形成，同時出現(xiàn)一個電子流，并完全按照功率MOSFET的方式產生一股電流。如果這個電子流產生的電壓在0.7V范圍內，那么，J1將處于正向偏壓，一些空穴注入N-區(qū)內，并調整陰陽極之間的電阻率，這種方式降低了功率導通的總損耗，并啟動了第二個電荷流。最后的結果是，在半導體層次內臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓撲：一個電子流（MOSFET電流）；一個空穴電流（雙極）。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（3）關斷。在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時，溝道被禁止，沒有空穴注入N-區(qū)內。在任何情況下，如果MOSFET電流在開關階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是因為換向開始后，在N層內還存在少數(shù)的載流子（少子）。這種殘余電流值（尾流）的降低，完全取決于關斷時電荷的密度，而密度又與幾種因素有關，如摻雜質的數(shù)量和拓撲，層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形，集電極電流引起以下問題：功耗升高；交叉導通問題，特別是在使用續(xù)流二極管的設備上，問題更加明顯。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（4）閂鎖與阻斷。在集電極被施加一個反向電壓時，J1就會受到反向偏壓控制，耗盡層則會向N-區(qū)擴展。因為過多地降低這個層面的厚度，將無法取得一個有效的阻斷能力，所以這個機制十分重要。另一方面，如果過大地增加這個區(qū)域尺寸，就會連續(xù)地提高壓降。當柵極和發(fā)射極短接并在集電極端子施加一個正電壓時，P/NJ3結受反向電壓控制，此時仍然是由N漂移區(qū)中的耗盡層承受外部施加的電壓。

IGBT在集電極與發(fā)射極之間有一個寄生PNPN晶閘管。在特殊條件下，這種寄生器件會導通。這種現(xiàn)象會使集電極與發(fā)射極之間的電流量增加，對等效MOSFET的控制能力降低，通常還會引起器件擊穿問題。晶閘管導通現(xiàn)象被稱為IGBT閂鎖，這種缺陷的原因互不相同，與器件的狀態(tài)有關系。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（5）區(qū)別。靜態(tài)和動態(tài)閂鎖通常情況下有以下區(qū)別：當晶閘管全部導通時，靜態(tài)閂鎖出現(xiàn)，只在關斷時才會出現(xiàn)動態(tài)閂鎖。這一特殊現(xiàn)象嚴重地限制了安全操作區(qū)。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害現(xiàn)象，有必要采取以下措施：防止NPN部分接通，分別改變布局和摻雜級別，降低NPN和PNP晶體管的總電流增益。此外，閂鎖電流對PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響，因此，它與結溫的關系也非常密切；在結溫和增益提高的情況下，P基區(qū)的電阻率會升高，破壞了整體特性。因此，器件制造商必須注意將集電極最大電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例，通常比例為1∶5。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

7.IGBT種類

IGBT（絕緣柵雙極晶體管）作為新型電力半導體場控自關斷器件，集功率MOSFET的高速性能與雙極性器件的低電阻于一體，具有輸進阻抗高，電壓控制功耗低，控制電路簡單，耐高壓，承受電流大等特性，在各種電力變換中獲得極廣泛的應用。與此同時，各大半導體生產廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠、低本錢技術，主要采用1μm以下制作工藝。目前有以下幾種IGBT。（1）IGBT功率模塊。（2）低功率IGBT。（3）NPT－IGBT。（4）SDB－IGBT。（5）超快速IGBT。（6）IGBT/FRD。（7）U－IGBT。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

8.IGBT檢測（1）判斷極性。首先將萬用表（指針式萬用表）撥在R×1kΩ擋，用萬用表測量時，若某一極與其他兩極阻值為無窮大，調換表筆后該極與其他兩極的阻值仍為無窮大，則判斷此極為柵極（G）其余兩極再用萬用表測量，若測得阻值為無窮大，調換表筆后測量阻值較小。在測量阻值較小的一次中，則判斷紅表筆接的為集電極（C）;黑表筆接的為發(fā)射極（E）。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

（2）判斷好壞。將萬用表（指針式萬用表）撥在R×10kΩ擋，用黑表筆接IGBT的集電極（C），紅表筆接IGBT的發(fā)射極（E），此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極（G）和集電極（C），這時IGBT被觸發(fā)導通，萬用表的指針擺向阻值較小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極（G）和發(fā)射極（E），這時IGBT被阻斷，萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。（3）檢測注意事項。任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT好壞時，一定要將萬用表撥在R×10kΩ擋，因R×1kΩ擋以下各擋萬用表內部電池電壓太低，檢測好壞時不能使IGBT導通，而無法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用于檢測功率場效應晶體管（P－MOSFET）的好壞。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

9.變頻器IGBT開路故障診斷針對變頻器逆變橋IGBT開路的故障診斷，對平均電流Park矢量法、三相平均電流法以及提出的基于傅里葉變換的歸一化方法做了對比驗證，總結如下：（1）平均電流Park矢量法和三相平均電流法在穩(wěn)態(tài)情況下可以準確地檢測IGBT開路故障，定位故障管，但在突加、突減負載時會出現(xiàn)誤診斷。（2）利用離散傅里葉變換得到定子電流的直流分量和基波幅值，然后根據(jù)基波幅值大小將直流分量歸一化，依據(jù)歸一化后的直流分量大小定位開路故障的IGBT，可解決傳統(tǒng)方法在突加、突減負載時會出現(xiàn)誤診斷的問題。（3）變頻器IGBT開路故障診斷提供了有效方法，其可作為容錯控制的基礎，后續(xù)工作可以圍繞故障后的容錯控制展開。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

10.保護（1）IGBT的過流保護可分為兩種情況：①驅動電路中無保護功能。②驅動電路中設有保護功能。對于第一種情況，可以在主電路中要設置過流檢測器件;針對第二種情況，由于不同型號的混合驅動模塊，其輸出能力、開關速度與du/dt的承受能力不同，使用時要根據(jù)實際情況恰當選用。對于大功率電壓型逆變器新型組合式IGBT過流保護則可以通過封鎖驅動信號或者減小柵壓來進行保護。（2）過壓保護則可以從以下幾個方面進行。

1）盡可能減少電路中的雜散電感。

2）采用吸收回路。吸收回路的作用是;當IGBT關斷時，吸收電感中釋放的能量，以降低關斷過電壓。

3）適當增大柵極電阻Rg。

4）IGBT的過熱保護一般是采用散熱器（包括普通散熱器與熱管散熱器），并可進行強迫風冷。任務二常用電子器件五、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）

集成電路是指在一小塊半導體硅基片上通過各種工藝（如激光光刻）制造出數(shù)量相當多的二極管、三極管、場效應管等半導體元件用以實現(xiàn)某一電路功能，并用各種材料按照各種形式封裝起來。集成電路俗稱集成塊，大規(guī)模集成電路常稱芯片，英文縮寫為IC。

1.符號用符號IC表示集成電路。任務二常用電子器件六、集成電路2.電路符號集成電路的電路符號如圖1－79所示，實物如圖1－80所示。任務二常用電子器件六、集成電路任務二常用電子器件六、集成電路

3.引腳識別缺口（小圓點）標記向上、字面對人，左上腳為第一腳，逆時針數(shù)，如圖1－81所示。任務二常用電子器件六、集成電路

4.判斷集成電路的判斷如圖1－82所示。（1）電阻法：測量集成電路的每一只腳對地的直流電阻與該集成電路的正常標準參數(shù)對比；測量時不通電（數(shù)字表用二極管擋，指針表用電阻擋）。（2）電壓法：測量集成電路的每一只腳對地的直流電壓與該集成電路的正常標準參數(shù)對比；測量時要通電（數(shù)字表、指針表都用直流電壓擋）。（3）信號法：用示波器測量輸入、輸出波形與正常標準波形對比。（4）代換法：用同型號正常的集成電路代換。任務二常用電子器件六、集成電路任務二常用電子器件六、集成電路

光耦合器由紅外發(fā)光管、光敏晶體管和密封的外殼組成，紅外發(fā)光管的發(fā)光強弱能控制后面光敏晶體管的導通程度，能夠隔離（電氣隔離）地傳送信號。

1.符號用符號IC表示光耦合器。任務二常用電子器件七、光耦合器2.電路符號光耦合器的電路符號如圖1－83所示。任務二常用電子器件七、光耦合器3.實物光耦合器的實物如圖1－84所示。任務二常用電子器件七、光耦合器圖1－84光耦合器實物

4.作用（1）電氣隔離。（2）傳遞信號。（3）光耦合器在開關電源處的主要作用。

1）開關電源穩(wěn)壓取樣信號的隔離傳遞。

2）開關電源控制信號的隔離傳遞，即由CPU發(fā)出的關機、節(jié)能等控制信號通過光耦合器加到開關電源控制芯片上。任務二常用電子器件七、光耦合器5.分類光耦合器的分類見表1－2。任務二常用電子器件七、光耦合器

6.光耦合器的測量先判斷哪邊是發(fā)光二極管側（正向1000Ω左右，反向無窮大），哪邊是光敏晶體管側（正、反向均無窮大）。如果用兩塊萬用表，一塊測發(fā)光二極管（紅表筆接發(fā)光二極管正極，使表上顯示1000Ω左右的阻值），另一塊測量光敏晶體管是否開始導通（紅表筆接光敏晶體管的集電極），則可以完全判斷出光耦合器的好壞。圖1－85所示為光耦合器測量的示意圖。任務二常用電子器件七、光耦合器任務二常用電子器件七、光耦合器7.光耦合器的應用光耦合器的應用如圖1－86所示。任務二常用電子器件七、光耦合器1.符號用符號IC表示霍爾元件。2.電路符號霍爾電路符號如圖1－87所示。任務二常用電子器件八、霍爾元件3.結構霍爾的結構如圖1－88所示。任務二常用電子器件八、霍爾元件4.實物霍爾的實物如圖1－89所示。任務二常用電子器件八、霍爾元件

5.工作原理磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現(xiàn)橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強的霍爾效應。任務二常用電子器件八、霍爾元件任務二常用電子器件八、霍爾元件任務二常用電子器件八、霍爾元件

6.元件特性任務二常用電子器件八、霍爾元件（4）霍爾最大允許激勵電流。以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應的激勵電流稱為最大允許激勵電流。（5）霍爾輸入電阻。霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。（6）霍爾輸出電阻?；魻栞敵鲭姌O間的電阻值稱為輸出電阻。（7）霍爾元件的電阻溫度系數(shù)。在不施加磁場的條件下，環(huán)境溫度每變化1℃時，電阻的相對變化率，用α表示，單位為%/℃。（8）霍爾不等位電勢（又稱霍爾偏移零點）。在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。（9）霍爾輸出電壓。在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。任務二常用電子器件八、霍爾元件（10）霍爾電壓輸出比率。霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率。（11）霍爾寄生直流電勢。在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外，還有一直流電勢，稱寄生直流電勢。（12）霍爾不等位電勢。在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。（13）霍爾電勢溫度系數(shù)。在外加磁場和霍爾激勵電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時，不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。（14）熱阻Rth。霍爾元件工作時功耗每增加1W，霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻，它反映了元件散熱的難易程度。其單位為℃/W。任務二常用電子器件八、霍爾元件

7.霍爾元件分類按照霍爾元件的功能可將它們分為霍爾線性器件和霍爾開關器件。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場作為被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數(shù)、轉速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。（1）線性霍爾元件。線性霍爾元件是一種模擬信號輸出的磁傳感器，輸出電壓隨輸入的磁力密度線性變化。線性霍爾效應傳感器IC的電壓輸出會精確跟蹤磁通密度的變化。在靜態(tài)（無磁場）時，從理論上講，輸出應等于在工作電壓及工作溫度范圍內的電源電壓的一半。增加南極磁場將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。相反，增加北極磁場將增加來自其靜態(tài)電壓的電壓。這些部件可測量電流的角、接近性、運動及磁通量。它們能夠以磁力驅動的方式反映機械事件。任務二常用電子器件八、霍爾元件

（2）霍爾開關。按照霍爾開關的感應方式可將它們分為單極性霍爾開關、雙極性霍爾開關、全極性霍爾開關。單極性霍爾開關的感應方式：磁場的一個磁極靠近它，輸出低電位電壓（低電平）或關的信號，磁場磁極離開它輸出高電位電壓（高電平）或開的信號，但要注意的是，單極性霍爾開關它會指定某磁極感應才有效，一般是正面感應磁場S極，反面感應N極。雙極性霍爾開關的感應方式：因為磁場有兩個磁極N、S（正磁或負磁），所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關（高低電平），它一般具有鎖定的作用，也就是說當磁極離開后，霍爾輸出信號不發(fā)生改變，直到另一個磁極感應。另外，雙極性霍爾開關的初始狀態(tài)是隨機輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。全極性霍爾開關的感應方式：全極性霍爾開關的感應方式與單極性霍爾開關的感應方式相似，區(qū)別在于，單極性霍爾開關會指定磁極，而全極性霍爾開關不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號。任務二