汽車電工電子基礎教案課題項目九任務一認識半導體計劃學時4學時課堂類型任務驅動型授課時間教學目標知識目標：1.會敘述半導體的特性2.會敘述P型半導體及N型半導體的特征能力目標：1.會按圖連接簡單的半導體電路2.能說出圖中半導體元件工作的特點并總結素養(yǎng)目標：1.規(guī)范操作，樹立職業(yè)意識2.動手動腦，學習習慣更好教學重難點1.會按圖連接簡單的半導體電路2.能說出圖中半導體元件工作的特點并總結教學方法項目式教學法教學內容知識鏈接1.半導體基本知識物質按導電能力的不同可分為導體、半導體和絕緣體三大類。金屬導體的電導率一般在105s/cm量級；塑料、云母等絕緣體的電導率通常是10-22～10-14s/cm量級；半導體的電導率則在10-9～102s/cm量級。（1）半導體及其特性導電能力介于導體與絕緣體之間的物質稱為半導體，如硅、硒、鍺以及大多數(shù)金屬氧化化物和硫化物都是半導體。純凈半導體導電能力差，絕緣性能也不強，既不宜用作導電材料，也不宜用作絕緣材料。但是，溫度、光照、摻雜等外界條件能引起半導體導電性能的顯著變化；既半導體具有熱敏、光敏、摻雜等特性。光敏性指半導體受光照后，其導電能力大大增強；熱敏性指受溫度的影響，半導體導電能力變化很大；摻雜特性：在純凈的半導體中摻進微量的某種雜質，對其導電性能影響極大。例如，在純硅中摻人百分之一的硼，可使其導電能力增加幾十萬倍以上。半導體材料的獨特性能是由其內部的導電機理所決定的，如圖9-1-1。圖9-1-1半導體的導電機理自由電子載流子運動可以形容為沒有座位的人的移動；空穴載流子運動則可形容為有座位的人依次向前挪動座位的運動。半導體內部的這兩種運動總是共存的，且在一定溫度下達到動態(tài)平衡。半導體的導電機理與金屬導體的導電機理有本質上的區(qū)別：金屬導體中只有自由電子一種載流子參與導電；而半導體中則是本征激發(fā)下的自由電子和復合運動形成的空穴兩種載流子同時參與導電。兩種載流子電量相等、符號相反，即自由電子載流子和空穴載流子的運動方向相反。（2）P型半導體和N型半導體純凈硅或鍺原子最外層均有四個電子，他們常因熱運動或光照等掙脫原子核的束縛成為自由電子。同時在其原來位置上留下一個空位，稱為空穴。如圖9-1-2a所示。自由電子帶負電。中性原子失去電子后帶正電，故可以認為空穴帶正電。在外電場作用下，自由電子和空穴均可定向移動而形成電流。這是半導體導電的一個基本特性。常溫下半導體中的這種電流很小。但在半導體中有控制有選擇地摻人微量的有用雜質就能大大提高它的導電能力，這就是摻雜半導體。圖9-1-2P型半導體和N型半導體①N型半導體。在單晶硅(或鍺)中摻人微量的五價元素(例如磷)，就會在這種半導體中產(chǎn)生大量的自由電子，使其導電能力大大增強，如圖9-1-2b所示。這種半導體中自由電子數(shù)遠大于空穴數(shù)，所以它主要靠自由電子導電，故稱為電子型半導體或N型半導體。②P型半導體。在單晶硅(或鍺)中摻人微量的三價元素(例如硼)，就會在這種半導體中產(chǎn)生大量的空穴，使其導電能力大大增強，如圖9-1-2c所示。這種半導體中空穴數(shù)遠遠大于自由電子數(shù)，所以它主要靠空穴導電，故稱為空穴型半導體或P型半導體。應該指出，無論是N型導體還是P型半導體，它們本身仍然是電中性的。2.PN結結構一塊P型或N型半導體，雖具有較強的導電能力，但將它接人電路中，只起電阻作用，不能成為半導體元件。如果在一整塊半導體中采取一定的措施，使其一邊形成P型半導體，一邊形成N型半導體，這時就會在他們的交界面處產(chǎn)生一種特殊的結構，稱為PN結。PN結是制造各種半導體器件的基本結構，因此掌握PN結的特性十分重要。3.半導體分類半導體可分為本征半導體與雜志半導體。本征半導體：完全不含雜質且無晶格缺陷的純凈半導體。雜質半導體：本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化，例如摻入的雜質主要是三價或五價元素。任務實施準備工作。按表準備工具、設備、元器件及導線，檢查設備外觀是否完好，表9-1-1半導體電路元器件清單表序號名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量1蓄電池12VDC塊12半導體VD（12V2.5A）只13燈12V/10W只14導線BVR1.0mm2根若干2.連接電路依照圖9-1-3連接電路，要求能實現(xiàn)：PN結正向接入電路，燈亮；反向接入電路，燈滅。將操作結果填入表9-1-2。表9-1-2半導體電路操作結果表步驟電路名稱燈電路中的電流亮不亮有無1PN結加正向電壓2PN結加反向電壓當把P區(qū)接電源正極，把N區(qū)接電源負極，如圖9-1-3a所示，即稱PN結加正向電壓(又稱正向偏置或正偏)，此時燈亮。說明PN結呈現(xiàn)較小的正向電阻，電路中存在較大電流，電流能通過PN結。稱此時PN結處于正向導通狀態(tài)。當PN結加反向電壓(又稱反向偏置或反偏)，即P區(qū)接電源負極，N區(qū)接電源正極，如圖9-1-2b所示，此時燈不亮。說明PN結呈現(xiàn)很大的反向電阻，電路中基本無電流，電流不能通過PN結。稱此時PN結處于反向截止狀態(tài)。圖9-1-3半導體連接電路3.清理現(xiàn)場。實操結束，斷開電源，拆除導線，按6s要求，清理現(xiàn)場，收拾工具、設備，整理操作臺，清掃場地，完成任務評價表。任務名稱組別學生姓名工位號用時長序號評價項目評價要點配分學生自評小組互評教師評價小計1知識理解能敘述半導體的性能特點10能敘述P型半導體和N型半導體的區(qū)別10能總結半導體工作特色202電路連接能整理出所需要的實訓元器件10按圖正確連接實現(xiàn)功能10任務表單填寫完整103團隊協(xié)作參與組內學習，分享學習成果104安全文明遵守安全文明操作規(guī)程，無事故發(fā)生105清掃清潔按6s要求清理現(xiàn)場，擺放器件10總分100教師簽名總計教學評價與小結1.依據(jù)任務評分標準的打分情況進行課堂點評。2.知識點歸納：（一）半導體的概念1.導電能力介于導體與絕緣體之間的物質稱為半導體。2.P型半導體和N型半導體①N型半導體。在單晶硅(或鍺)中摻人微量的五價元素(例如磷)，半導體中自由電子數(shù)遠大于空穴數(shù)，主要靠自由電子導電，故稱為電子型半導體或N型半導體。②P型半導體。在單晶硅(或鍺)中摻人微量的三價元素(例如硼)，就會在這種半導體中產(chǎn)生大量的空穴，使其導電能力大大增強，半導體中空穴數(shù)遠遠大于自由電子數(shù)，所以它主要靠空穴導電，故稱為空穴型半導體或P型半導體。無論是N型導體還是P型半導體，它們本身仍然是電中性的。（二）PN結及其單向導電性如果在一整塊半導體中采取一定的措施，使其一邊形成P型半導體，一邊形成N型半導體，這時就會在他們的交界面處產(chǎn)生一種特殊的結構，稱為PN結。PN結的單向導電性：正向導通，反向截止。汽車電工電子基礎教案課題項目九任務二識別二極管計劃學時4學時課堂類型任務驅動型授課時間教學目標知識目標：1.會描述二極管的單向導電性2.會敘述穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管的基本工作原理及其在汽車上的應用能力目標：1.能測量區(qū)分二極管的正負極2.能用萬用表判定二極管好壞素養(yǎng)目標：1.規(guī)范操作，樹立職業(yè)意識2.動手動腦，學習習慣更好教學重難點1.能測量區(qū)分二極管的正負極2.能用萬用表判定二極管好壞教學方法項目式教學法教學內容知識鏈接1.二極管的外形與符號二極管用符號VD表示或用下列圖形表示。三角形尖端標明電流方向。陽極用符號“A”表示，陰極用符號“K”表示，如圖9-2-1。圖9-2-1二極管符號二極管外形封裝上一般印有符號或標記表示二極管的負極，用色帶、色點或圖示符號表明，如圖9-2-2。圖9-2-2二極管外形封裝2.二極管的分類(1)按半導體材料劃分：硅二極管、鍺二極管等。(2)按PN結結構劃分：點接觸型二極管、面接觸型二極管、平面型二極管等。(3)按用途劃分：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關二極管、發(fā)光二極管、變容二極管等。3.二極管的特性（1）二極管本質仍是PN結，具有單向導電性。加正向電壓時導通，呈現(xiàn)很小的正向電阻，如同開關閉合；加反向電壓時截止，呈現(xiàn)很大的反向電阻，如同開關斷開。①正向偏置與導通狀態(tài)當二極管兩端所加的正向電壓比較小時，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，這個范圍稱為死區(qū)，相應的電壓叫死區(qū)電壓。硅二極管的死區(qū)電壓約為0～0.5V之間（如圖9-2-3中的OB段），鍺二極管的死區(qū)電壓約為0～0.2V之間（如圖9-2-3中的OA段）。外加電壓超過死區(qū)電壓以后，正向電流迅速增加，這時二極管處于正向導通狀態(tài)，導通后管子兩端電壓幾乎恒定，硅管約為0.6～0.7V，鍺管約為0.2～0.3V。因此要使二極管允許電流從中通過，必須有一個極低的電壓。這一電壓的高低因制作二極管的材料而異：硅二極管：約為0.7V；鍺二極管：約為0.3V。圖9-2-3二極管的伏安特性曲線二極管在電路中相當一個電阻器，產(chǎn)生相應的電壓降，如圖9-2-4所示。圖9-2-4硅二極管的導通電壓降②反向偏置與截止狀態(tài)如施加反向電壓，就只有極小電流（“反向漏電流”）通過。但是，如這個反向電壓增至足夠高，那么二極管允許通過的電流會突然急劇增大，使二極管燒毀。這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應的電壓叫反向擊穿電壓。如圖9-2-3所示。正常使用二極管時，是不允許出現(xiàn)這種現(xiàn)象的。任務實施準備工作。按表準備工具、設備、元器件及導線，檢查設備外觀是否完好。表9-2-1實訓設備及數(shù)量序號名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量1燈L312V2W只12穩(wěn)壓二極管VZ12VVZ=5～7V只13二極管2AP9只14二極管1N4007只15發(fā)光二極管LED只16電阻100Ω12V1/4W已串接100Ω電阻個17開關個18連接線BVR1.0mm2根若干9數(shù)字式萬用表塊110滑動電阻器0～50kΩ個111汽車用整流器個12.晶體二極管的測量用數(shù)字萬用表檢測2AP9、1N4007、汽車整流器，并將檢測結果填入表9-2-2。（1）將紅表筆插入“V·Ω”孔內，黑表筆插在“COM”孔內。（2）量程開關轉至標有二極管符號的位置注意：數(shù)字式萬用表紅表筆帶正電，黑表筆帶負電；與模擬式萬用表剛好相反。（3）二極管正向測量：黑表筆接二極管的陰極，紅表筆接二極管的陽極，如圖9-2-5所示。若二極管正常，則電壓值為0.5V～0.8V(硅管)或0.25～0.3V(鍺管)；圖9-2-5二極管正向測量（4）二極管反向測量：黑表筆接二極管的陽極，紅表筆接二極管的陰極。如圖9-2-6所示。若二極管正常，將顯示出“1”，若損壞，將顯示“000”圖9-2-6二極管反向測量表9-2-2二極管檢測結果型號測量檔位正向測量值反向測量值硅管/鍺管結果判斷2AP9好□壞□1N4007好□壞□汽車整流器正極管好□壞□汽車整流器負極管好□壞□3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管的圖形符號如圖9-2-7所示。圖9-2-7穩(wěn)壓二極管的圖形符號（1）按圖9-2-8所示連接電路，調節(jié)可調電阻，當燈亮時，測量穩(wěn)壓二極管的電壓值，并將測量結果記錄到表9-2-3。圖9-2-8穩(wěn)壓二極管正向連接（2）改變穩(wěn)壓二極管VZ的連接方向，如圖9-2-9電路所示。調節(jié)可調電阻，當燈亮時，測量穩(wěn)壓二極管VZ的電壓值，并將測量結果記錄到表9-2-3。圖9-2-9穩(wěn)壓二極管反向連接表9-2-3穩(wěn)壓二極管正向、反向連接的測量結果電路名稱UZ穩(wěn)壓二極管正向連接穩(wěn)壓二極管反向連接①正向連接：電流流過穩(wěn)壓二極管，這與普通二極管一樣。②反向連接：當電壓超過某一個值時，電流流過穩(wěn)壓二極管。③穩(wěn)壓二極管與普通二極管一樣,允許電流沿正向移動。但它與普通二極管不同的是，其反向偏置擊穿電壓比普通二極管低很多。另外，高于擊穿電壓的電壓可以施加在穩(wěn)壓二極管上，而不會將其損壞。當高于擊穿電壓的電壓施加在穩(wěn)壓二極管上時，電流急劇增加，大范圍變化，而穩(wěn)壓管兩端電壓幾乎不變化或變化極小，近似穩(wěn)定。穩(wěn)壓二極管的這種特性使其適用于穩(wěn)壓電路，當把穩(wěn)壓管接人電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其他原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變，如圖9-2-10(a)、(b)所示。穩(wěn)壓二極管在正常工作時必須與一個電阻申聯(lián)，這個電阻提供了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定工作電流。這個電阻的阻值根據(jù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)而有一個取值范圍。穩(wěn)壓二極管在工作時一定是正極接低電位，負極接高電位。穩(wěn)壓管的工作范圍是在IZminIZmax之間。UZ稱為穩(wěn)定電壓（a）(b)圖9-2-10穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性4.發(fā)光二極管(1)發(fā)光二極管（LED）的圖形符號如圖9-2-11所示。圖9-2-11發(fā)光二極管的圖形符號(2)發(fā)光二極管有兩個引腳，一般長引腳為陽極，短引腳為陰極。另外發(fā)光二極管的管體一般呈透明狀，管殼內的電極清晰可見，內部電極較寬、較大的一個為陰極，而較窄較小的一個為陽極，如圖9-2-12所示。圖9-2-12發(fā)光二極管引腳示意圖(3)按圖9-2-13所示連接電路，然后合上開關，觀察LED的狀態(tài)，并將觀察結果記錄到表9-2-4。(4)改變LED的連接方向，如圖9-2-14電路所示，然后合上開關，觀察LED的狀態(tài)，并將觀察結果記錄到表9-2-4。圖9-2-13發(fā)光二極管正向連接圖9-2-14發(fā)光二極管反向連接①在發(fā)光二極管正向連接電路中，有電流流過，燈亮。②在發(fā)光二極管反向連接電路中，沒有電流流過，燈不亮。③發(fā)光二極管的特性與普通二極管一樣。只有一點不同的是：當電流正向通過時，發(fā)光二極管就會發(fā)光。比普通燈泡壽命長；工作時不像普通燈泡那樣熱；可在較低電壓下工作；耗電少。表9-2-4發(fā)光二極管的特性步驟電路名稱燈電路中的電流亮不亮有無1發(fā)光二極管正向連接2發(fā)光二極管反向連接(5)發(fā)光二極管的檢測用數(shù)字式萬用表檢測發(fā)光二極管。并將檢測結果填入表9-2-5。①將紅色表筆插人萬用表的"V·Ω"孔，黑色表筆插人萬用表的“COM"孔。②量程開關轉至標有二極管符號的位置。③發(fā)光二極管正向測量：黑表筆接發(fā)光二極管的陰極，紅表筆接發(fā)光二極管的陽極。若發(fā)光二極管是好的，則發(fā)光二極管:亮。表9-2-5發(fā)光二極管的檢測測量檔位正向測量反向測量結果判斷發(fā)光二極管亮：□不亮：□發(fā)光二極管亮：□不亮：□好□壞□5.清理現(xiàn)場。實操結束，斷開電源，拆除導線，按6s要求，清理現(xiàn)場，收拾工具、設備，整理操作臺，清掃場地，完成任務評價表。任務名稱組別學生姓名工位號用時長序號評價項目評價要點配分學生自評小組互評教師評價小計1知識理解會描述二極管的單向導電性10會敘述穩(wěn)壓二極管的基本工作原理及其在汽車上的應用10會敘述發(fā)光二極管的基本工作原理及其在汽車上的應用202電路連接能整理出所需要的實訓元器件10按圖正確連接實現(xiàn)功能10任務表單填寫完整103團隊協(xié)作參與組內學習，分享學習成果104安全文明遵守安全文明操作規(guī)程，無事故發(fā)生105清掃清潔按6s要求清理現(xiàn)場，擺放器件10總分100教師簽名總計教學評價與小結1.依據(jù)任務評分標準的打分情況進行課堂點評。2.知識點歸納：（一）二極管1.二極管用符號VD表示，三角形尖端標明電流方向。陽極用符號“A”表示，陰極用符號“K”表示。2.二極管的分類(1)按半導體材料劃分：硅二極管、鍺二極管等。(2)按PN結結構劃分：點接觸型二極管、面接觸型二極管、平面型二極管等。(3)按用途劃分：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關二極管、發(fā)光二極管、變容二極管等。3.二極管的特性二極管本質仍是PN結，具有單向導電性，如同開關斷開。當二極管兩端所加的正向電壓比較小時，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，這個范圍稱為死區(qū)，相應的電壓叫死區(qū)電壓。外加電壓超過死區(qū)電壓以后，正向電流迅速增加，這時二極管處于正向導通狀態(tài)，導通后管子兩端電壓幾乎恒定。如施加反向電壓，就只有極小電流（“反向漏電流”）通過。但是，如這個反向電壓增至足夠高，那么二極管允許通過的電流會突然急劇增大，使二極管燒毀。這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應的電壓叫反向擊穿電壓。4.二極管的測量用數(shù)字式萬用表檢測二極管。若二極管正常，正向測量時,電壓值為0.5-0.8V(硅管)或0.25-0.3V(鍺管);反向測量時,正常則顯示出“1”，損壞則顯示“000”。用模擬式萬用表的Rx100擋，通過測量二極管的正、反向電阻，可測試管子好壞及判別極性。二極管性能良好時，正向電阻較小，反向電阻趨于無窮大。（二）穩(wěn)壓二極管1.穩(wěn)壓二極管的圖形符號如圖所示。穩(wěn)壓二極管在正常工作時必須與一個電阻申聯(lián)，這個電阻提供了穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定工作電流。穩(wěn)壓二極管在工作時一定是正極接低電位，負極接高電位，工作在反向擊穿區(qū)。（三）發(fā)光二極管1.發(fā)光二極管（LED）的圖形符號如圖所示。2.發(fā)光二極管的特性與普通二極管一樣。只有一點不同的是：當電流正向通過時，發(fā)光二極管就會發(fā)光。比普通燈泡壽命長；工作時不像普通燈泡那樣熱；可在較低電壓下工作；耗電少。汽車電工電子基礎教案課題項目九任務三分析整流電路計劃學時4學時課堂類型任務驅動型授課時間教學目標知識目標：1.會敘述整流的工作原理2.會敘述汽車整流電路的工作過程能力目標：1.會按圖連接簡單的互感電路2.能依據(jù)整流原理正確控制電路素養(yǎng)目標：1.規(guī)范操作，樹立職業(yè)意識2.動手動腦，學習習慣更好教學重難點1.會按圖連接簡單的互感電路2.能依據(jù)整流原理正確控制電路教學方法項目式教學法教學內容知識鏈接1.整流電路的作用整流電路是利用二極管(或晶閘管)的單向導電特性，把交流電轉變?yōu)閱蜗蛎}動直流電的電路。2.整流電路的分類根據(jù)所用交流電源的相數(shù),整流電路可分為單相整流、三相整流和多相整流。從整流所得的電壓波形看,又可分為半波整流與全波整流。任務實施準備工作。按表準備工具、設備、元器件及導線，檢查設備外觀是否完好。表9-3-1實訓設備及數(shù)量序號名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量1二極管VD只42示波器、學生用交流電源0～24V個13電阻RL200Ω個14導線BVR1.0mm2根若干5器件G（帶整流二極管的交流發(fā)電機模型）個12.連接電路（1）單相半波整流電路（用一個二極管）按圖9-3-1所示連接電路，用示波器觀察交流輸入電壓ui和輸出電壓UO的波形。并將觀察結果記錄到表9-3-2。圖9-3-1單相半波整流電路表9-3-2單相半波整流電路觀察結果電壓示波器波形交流輸入電壓ui輸出電壓u0由于二極管具有單向導電性，在ui的正半周，A點為正，B點為負，二極管外加正向電壓，因而處于導通狀態(tài)。電流從A點流出，經(jīng)過二極管VD和負載電阻RL流入B點。在ui的負半周，B點為正，A點為負，二極管外加反向電壓，因而處于截止狀態(tài)，Uo=0。波形如圖9-3-2所示。圖9-3-2半波整流波形負載上得到的電壓Uo是輸出電壓波形在一個周期中的平均值：U流過負載的電流：I（2）單相橋式整流電路（用4個二極管）按圖9-3-3所示連接電路，用示波器觀察交流輸入電壓ui和輸出電壓UO的波形，并將觀察結果記錄到表9-3-3。圖9-3-3橋式整流電路表9-3-3單相橋式整流電路觀察結果電壓示波器波形交流輸入電壓ui輸出電壓u0在輸入電壓ui的正半周，A點電位最高，B點電位最低，二極管VD1和VD3正向偏置導通；VD2和VD4反向偏置而截止。電流iO流經(jīng)VD1、RL和VD3，并在RL上產(chǎn)生壓降UO。當輸入電壓ui為負半周，整流二極管VD1、VD3因加反向電壓而截止，VD2、VD4因加正向電壓而導通。電流io流經(jīng)VD2、RL和VD4，并在RL上產(chǎn)生壓降UO。由此可見，在輸入電ui的一個周期內，負載上均有電流通過，方向始終是從上向下，所以負載上得到同一方向的電壓UO，如圖9-3-4。圖9-3-4橋式整流波形負載上得到的電壓Uo是輸出電壓波形在一個周期中的平均值:U流過負載的電流：I流過每個二極管的平均電流是負載電流的一半：I每個二極管承受的反向電壓最大值為變壓器二次電壓的峰值：U（3）三相橋式整流電路汽車的電氣組件需要直流電進行運轉，電池則需要直流電進行充電。雖然交流電機能夠產(chǎn)生三相交流電，但是在三相交流電轉換為直流電之前是不能夠被汽車充電系統(tǒng)所使用的。在汽車交流發(fā)電機中，就是利用二極管組成的整流電路將發(fā)電機發(fā)出的三相交流電整流為直流電。為了適應汽車發(fā)電機的需要，專門制作了用于汽車的整流二極管，它們分為正極管和負極管。如圖9-3-5所示。圖9-3-5汽車交流發(fā)電機整流二極管的安裝示意圖正極管的外殼為負極,引出極為正極，在管殼底上一般標有紅色標記。在負極接地的硅整流發(fā)電機中,三個正極管的外殼壓裝在散熱板的三個座孔內,共同組成發(fā)電機的正極由一個與發(fā)電機后端蓋絕緣的整流板固定螺栓通至機殼外,作為發(fā)電機的火線接線柱“B”(“+”、“A”或“中樞”接線柱)。負極管的外殼為正極,引出極為負極，在管殼底上一般標有黑色標記。三個負極管的外殼壓裝在后端蓋的三個孔內，和發(fā)電機外殼一起成為發(fā)電機的負極。三個正極管和三個負極管構成的整流電路稱為三相橋式整流電路，將發(fā)電機的交流電變?yōu)?2V的直流電。整流電路如圖9-3-6所示。圖9-3-6三相整流電路在三相交流電源作用下，整流二極管導通應遵守的規(guī)律是：三個正極管的正極引出線分別與三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最高的一相繞組相連的正極管導通。同樣，三個負極管的引出線也分別同三相繞組的首端相連。在某一瞬間，只有與電位最低的一相繞組相連的負極管導通。其整流過程如下:在0～t1時間內，W相電位最高，V相電位最低，使二極管VD5、VD4導通。電流路徑為:W→VD5→RL→VD4→V。由于二極管內阻很小，所以此時V、W之間的線電壓幾乎都加在負載上。在t1～t2時間內，U相電位最高，V相電位最低，使二極管VD1、VD4導通。電流路徑為:U→VD1→RL→VD4→V。此時a、b之間的線電壓幾乎都加在負載上。在t2～t3時間內,U相電位最高，W相電位最低，使二極管VD1、VD6導通。電流路徑為:U→VD1→RL→VD6-→W。此時U、W之間的線電壓幾乎都加在負載上。在t3～t4時間內，V相電位最高，W相電位最低，使二極管VD3、VD6導通。電流路徑為:V→VD3→RL→VD6→W。此時V、W之間的線電壓幾乎都加在負載上。這樣反復循環(huán)，從整流二極管出來到負載的電流方向不變，因此，在負教上得到一個比教平穩(wěn)的直流脈動電壓，其電壓波形如圖9-3-7所示。圖9-3-7三相橋式整流電路波形圖3.清理現(xiàn)場。實操結束，斷開電源，拆除導線，按6s要求，清理現(xiàn)場，收拾工具、設備，整理操作臺，清掃場地，完成任務評價表。任務名稱組別學生姓名工位號用時長序號評價項目評價要點配分學生自評小組互評教師評價小計1知識理解能敘述整流原理10能依據(jù)三相橋式整流電路圖，說出工作過程10能簡單敘述汽車交流發(fā)電機直流輸出工作過程202電路連接能整理出所需要的實訓元器件10按圖正確連接實現(xiàn)功能10任務表單填寫完整103團隊協(xié)作參與組內學習，分享學習成果104安全文明遵守安全文明操作規(guī)程，無事故發(fā)生105清掃清潔按6s要求清理現(xiàn)場，擺放器件10總分100教師簽名總計教學評價與小結1.依據(jù)任務評分標準的打分情況進行課堂點評。2.知識點歸納：（1）利用1個二極管，可組成單相半波整流電路。（2）利用4個二極管，可組成單相橋式整流電路，它可將交流電轉換成直流電。單相橋式整流電路中，每半個周期有相對的兩只二極管導通，使負載上得到方向一致的脈動直流電。（3）利用6個二極管，可組成三相橋式整流電路，將三相交流電轉換成直流電。汽車電工電子基礎教案課題項目九任務四認識晶體管計劃學時4學時課堂類型任務驅動型授課時間教學目標知識目標：1.能說出晶體管的結構、類型、和主要參數(shù)2.會判斷晶體管的工作狀態(tài)能力目標：1.能按圖連接汽車轉向燈電路2.會敘述轉向燈電路工作過程素養(yǎng)目標：1.規(guī)范操作，樹立職業(yè)意識2.動手動腦，學習習慣更好教學重難點1.能按圖連接汽車轉向燈電路2.會敘述轉向燈電路工作過程教學方法項目式教學法教學內容知識鏈接（一）晶體管的結構圖9-4-2晶體管的結構示意圖和表示符號晶體管是由一塊極薄的硅材料或鍺材料的半導體基片，經(jīng)過特殊的工藝加工，制造出兩個PN結，這兩個PN結將整個半導體基片分為三個區(qū)域：基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，中間區(qū)域是基區(qū)。從三個區(qū)引出相應的電極，分別為基極B、發(fā)射極E和集電極C。發(fā)射極和基極之間形成的PN結稱為發(fā)射結，集電極和基極之間形成的PN結稱為集電結。按照兩個PN結的組合方式的不同，可將晶體管分為PNP和NPN兩種。不管是NPN型還是PNP型晶體管，其工作原理完全相同，只是工作電壓的極性不同，因此三個電極的電流方向相反。兩種晶體管的圖形符號用發(fā)射極箭頭方向的不同加以區(qū)分，箭頭方向表示發(fā)射結正向偏置時發(fā)射極電流的實際方向。（二）晶體管的分類晶體管按所用材料不同，可以分為硅管和鍺管；按管內部結構不同，可分為NPN型管和PNP型管；按功率大小不同，分為小功率管、中功率管和大功率管；按使用頻率不同，分為低頻管和高頻管；按在電路中的用途不同，可分為放大管和開關管；按封裝材料不同，分為金屬封裝、玻璃封裝等。NPN型晶體管連接電路如圖9-4-3（a）所示，當有直流電壓施加到基極和發(fā)射極之間時即施加偏置電壓，基極電流IB從基極流向發(fā)射極，集電極電流IC從集電極流至發(fā)射極。PNP型晶體管連接電路如圖9-4-3（b）所示，當有直流電壓施加到發(fā)射極和基極之間時，基極電流IB從發(fā)射極流向基極，集電極電流IC從發(fā)射極流至集電極。圖9-4-3晶體管連接電路圖本節(jié)內容主要以NPN型晶體管為例進行介紹，結論同樣適用于PNP型晶體管。（三）晶體管的特性曲線晶體管的特性曲線是表示晶體管各電極電流與極間電壓之間的關系曲線，是分析晶體管各種電路的重要依據(jù)。包括：晶體管輸入特性曲線，晶體管的輸出特性曲線。1.晶體管輸入特性曲線晶體管輸入特性曲線如圖9-4-4所示，指當晶體管集電極-發(fā)射極之間的電壓UCE一定時，輸入電流IB與輸入電壓UBE之間關系的曲線。在輸入回路中，晶體管的發(fā)射結是一個正向偏置的PN結，其輸入特性曲線與二極管的正向特性曲線非常相似，同樣存在著“死區(qū)”。通常把晶體管電流開始明顯增加的發(fā)射結電壓稱為導通電壓。在室溫下，硅管的導通電壓約為0.6V～0.7V，鍺管的導通電壓約為0.2V～0.3V。圖9-4-4晶體管輸入特性曲線圖9-4-5晶體管輸出特性曲線2.晶體管的輸出特性曲線晶體管的輸出特性曲線如圖9-4-5所示，指當晶體管的輸入電流IB為某一常數(shù)時，輸出電流IC與輸出電壓UCE之間的關系曲線。晶體管的輸出特性曲線大致分為三個區(qū)，放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。放大區(qū)：在此區(qū)域晶體管集電極電流受控于基極電流，晶體管具有電流放大作用。截止區(qū)：在此區(qū)域晶體管失去了電流放大作用，相當于一個斷開的開關。飽和區(qū)：在此區(qū)域晶體管失去了電流放大作用，相當于一個閉合的開關。（四）晶體管的工作狀態(tài)晶體管的工作狀態(tài)有三種：放大狀態(tài)、截止狀態(tài)、飽和導通狀態(tài)。1.放大狀態(tài)晶體管處于放大狀態(tài)的條件是：發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。特點是：集電極電流受基極電流控制。晶體管電極之間的關系為：IE當晶體管外加直流電壓時，基極電流IB變化會引起集電極電流IC也跟著變化，IC受IB控制，且比例關系幾乎保持不變，為一常數(shù)，稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)。晶體管的這一特性稱為直流電流放大作用?？捎霉奖硎緸椋害?ICIB。當晶體管外加交流電壓時，晶體管的交流電流放大倍數(shù)：β=ΔICΔIB。一般低頻時可認為β截止狀態(tài)晶體管處于截止狀態(tài)的條件是：發(fā)射結反向偏置或零偏，集電結反向偏置。此時晶體管各極電流均很小，接近于IB=0，IC=0，三個極之間近似看作斷路。當晶體管處于截止狀態(tài)時，集電極和發(fā)射極之間的壓降為電源電壓，如同一個開關處于斷3.飽和狀態(tài)晶體管處于飽和狀態(tài)的條件是：發(fā)射結正向偏置，集電結正向偏置。此時，晶體管IC隨著UBE的變化而變化，不受IB的控制，晶體管失去電流放大作用，處于飽和導通狀態(tài)。當UCE=UBE時，集電極零偏，晶體管處于臨界飽和狀態(tài)。晶體管飽和時UCE的值稱為飽和壓降，用UCES表示。小功率硅管的UCES約為0.3V，鍺管的UCES約為0.1V。當晶體管處于飽和狀態(tài)時，如同一個開關處于閉合狀態(tài)，相當于短路。