Contents項(xiàng)目一汽車直流控制電路項(xiàng)目三汽車交直流變換控制電路項(xiàng)目四汽車傳感器與信號(hào)處理項(xiàng)目五汽車執(zhí)行器控制電路項(xiàng)目六汽車執(zhí)行器控制電路項(xiàng)目二汽車?yán)^電器及電動(dòng)機(jī)控制項(xiàng)目五汽車執(zhí)行器控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路學(xué)習(xí)

晶體三極管是最常用的半導(dǎo)體元件之一，在汽車電器、電控系統(tǒng)中其發(fā)揮的作用非常大。

掌握三極管原理與檢測(cè)是現(xiàn)代維修技術(shù)員必備的素質(zhì)。任務(wù)一三極管及其控制電路1.任務(wù)引入2.知識(shí)準(zhǔn)備晶體三極管

晶體三極管是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件。它由兩個(gè)

ＰＮ

結(jié)構(gòu)成，在電路中主要作為放大和開(kāi)關(guān)元件使用，是內(nèi)部含有兩個(gè)

ＰＮ

結(jié)、外部具有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。任務(wù)點(diǎn)１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路結(jié)構(gòu)

從圖

５-１

中我們可以知道，三極管內(nèi)部有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；引出電極分別為發(fā)射極

ｅ、基極

ｂ、集電極

ｃ。

發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的

ＰＮ

結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的

ＰＮ

結(jié)稱為集電結(jié)。

晶體三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路三個(gè)電區(qū)的特點(diǎn)(１)發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高，以有效地發(fā)射載流子；(２)基區(qū)摻雜濃度最小且最薄，以有效地傳輸載流子；(３)集電區(qū)面積最大，且摻雜濃度小于發(fā)射區(qū)，以有效地收集載流子。

晶體三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路電路符號(hào)

圖

５-２

所示為三極管的電路符號(hào)。

晶體三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類。（1）按半體制造材料可分為硅管和鍺管。硅管受溫度影響較小、工作穩(wěn)定，因

此在自動(dòng)控制設(shè)備中常用硅管。（2）按三極管內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可分為NPN型和PNP型兩類。目前我國(guó)制造的硅管

多為NPN型（也有少量PNP型），鍺管多為PNP型。

晶體三極管的分類2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路

三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類。

NPN型三極管發(fā)射區(qū)“發(fā)射”的是自由電子，其移動(dòng)方向與電流方向相反，

故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向，

如圖5-3所示。

晶體三極管的分類2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路

三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類。

（3）按工作頻率可分為高頻管和低頻管。工作頻率高于3MHz為高頻管，

工作頻率在3MHz以下為低頻管。

（4）按功率可分為小功率管和大功率管。耗散功率小于1W為小功率管，

耗散功率大于1W為大功率管。

晶體三極管的分類2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路

三極管的種類很多，通常按以下方法進(jìn)行分類。（5）按用途可分為普通放大三極管和開(kāi)關(guān)三極管等。利用數(shù)字萬(wàn)用表不僅能判定晶體管的電極、測(cè)量管

子的共發(fā)射極電流放大系數(shù)HFE，還可以鑒別硅管

與鍺管。由于數(shù)字萬(wàn)用表電阻擋的測(cè)試電流很小，所

以不適用于檢測(cè)晶體管，應(yīng)使用二極管擋或者HFE進(jìn)

行測(cè)試，如圖5-4所示。

晶體三極管的分類2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)

１

三極管基本知識(shí)任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做（1）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，具備了一定的理論知識(shí)，下面將進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。首先，準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)需要使用的積木板、器材，見(jiàn)表5-1。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:三極管元件的認(rèn)知

與測(cè)量，見(jiàn)表5-2。任務(wù)一三極管及其控制電路

電流放大作用

晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。三極管放大條件：要使三極管能夠正常放大信號(hào)，發(fā)射結(jié)應(yīng)加正向電壓，集電結(jié)應(yīng)加反向電壓，如圖5-5所示。三極管電流放大原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

電源VCC通過(guò)偏置電阻Rb

為發(fā)射結(jié)提供正向偏置，RC阻值小于Rb

阻值，所以集電結(jié)處于反向偏置，如圖5-6所示。

三極管電流放大原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

從實(shí)驗(yàn)中可以得出三極管電路有如下關(guān)系:

三極管電流分配關(guān)系：IE=IC+IB

三極管電流放大倍數(shù)：β=ΔIC/ΔIB

，

當(dāng)ΔIB有一微小變化，就能引起ΔIC

較大的變化，這種現(xiàn)象稱為三極管的電

流放大作用。

輸入特性曲線

輸入特性曲線是反映三極管輸入回路電壓和電流關(guān)系的曲線，如圖5-7所示。它是在輸出電壓UCE為定

值時(shí)，IB與UBE

對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線。當(dāng)輸入電壓UBE

較小時(shí)，基極電流

IB

很小，通常近似為零。當(dāng)UBE

大于三極管的死區(qū)電壓Uth后，IC開(kāi)始上升。三極

管正常導(dǎo)通時(shí)，硅管

UBE約為0.7V，鍺管約為0.3V，

此時(shí)的UBE值稱為三極管工作時(shí)的發(fā)射結(jié)正向壓降。

輸入特性實(shí)質(zhì)上就是二極管特性曲線。三極管的特性曲線2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

輸出特性曲線

輸出特性曲線是反映三極管輸出回路電壓與電流關(guān)

系的曲線，是指基極電流

ＩＢ

為某一定值時(shí)，集電

極電流

ＩＣ與集電極電壓

UＣＥ對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線，

如圖

５-８

所示。三極管的特性曲線2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

（1）截止區(qū)：習(xí)慣把ＩＢ

=0曲線以下的區(qū)域稱為

截止區(qū)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于三極管內(nèi)部

各極開(kāi)路。在截止區(qū)，三極管發(fā)射結(jié)反偏或零偏，

集電結(jié)反偏。此時(shí)C、E相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

輸出特性曲線

（2）放大區(qū)：它是三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)的工作區(qū)域。最主要特點(diǎn)

是

IC

受IB

控制，具有電流放大作用。（3）飽和區(qū)：當(dāng)UCE小于UBE

時(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正偏

此時(shí)

IC

已不再受B

控制，UCEs＝0.3V（c結(jié)、e結(jié)均為正偏）。此時(shí)管子

的集電極—發(fā)射極間呈現(xiàn)低電阻，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。三極管的特性曲線2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

集電極最大直流耗散功率(Ｐｃｍ)

一般要求用Pcm與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。但經(jīng)過(guò)計(jì)算或測(cè)試，如

果原晶體管在整機(jī)電路中實(shí)際直流耗散功率遠(yuǎn)小于其Pcm，則可以用Pcm較

小的晶體管置換。

擊穿電壓

用于置換的晶體管，必須能夠在整機(jī)中安全地承受最高工作電壓。

集電極最大允許直流電流(Ｉｃｍ

)

一般要求用Ｉｃｍ與原管相等或較大的晶體管進(jìn)行置換。

三極管主要技術(shù)參數(shù)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路

電流放大系數(shù)

，β

各極電流之間的關(guān)系:Ｉｅ＝Ｉｂ＋βＩＣ。

頻率特性

晶體管頻率特性參數(shù)?常用的有以下

２

個(gè)。(１)特征頻率

Ｆｔ

:它是指在測(cè)試頻率足夠高時(shí)?使晶體管共發(fā)射極電流放大

系數(shù)時(shí)的頻率。(２)截止頻率

ｆb:

在置換晶體管時(shí)，主要考慮

Ｆｔ

與

ｆb

。

通常要求用于

置換的晶體管，其Ｆｔ

與

ｆb

，應(yīng)不小于原晶體管對(duì)應(yīng)的

Ｆｔ

與

ｆb

。

三極管主要技術(shù)參數(shù)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)2三極管的工作特性原理任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做（1）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，具備了一定的理論知識(shí)，下面將進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。首先，準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)需要使用的積木板、器材，見(jiàn)表5-3。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:三極管電流放大特性實(shí)訓(xùn)，見(jiàn)表5-4。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:三極管電流放大特性實(shí)訓(xùn)，見(jiàn)表5-4。任務(wù)一三極管及其控制電路

在汽車電路中，三極管通常用作開(kāi)關(guān)。圖５-９所示即為三極管電子開(kāi)關(guān)的

基本電路圖，由圖５-９可知，負(fù)載電阻接在三極管的集電極與電源之間，位

于三極管Ｉｃ

電流回路上。

三極管開(kāi)關(guān)電路2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路（1）三極管開(kāi)關(guān)不具有活動(dòng)接點(diǎn)，因此不會(huì)有機(jī)械磨損，可以無(wú)限次使用，一

般的機(jī)械式開(kāi)關(guān)，由于接點(diǎn)磨損，最多使用數(shù)百萬(wàn)次。機(jī)械式開(kāi)關(guān)接點(diǎn)易受污

損而影響工作，因此，無(wú)法在臟亂的環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)作，而三極管開(kāi)關(guān)既無(wú)接點(diǎn)

又是密封的，無(wú)此顧慮。（2）三極管開(kāi)關(guān)的動(dòng)作速度比一般的機(jī)械式開(kāi)關(guān)快，一般機(jī)械式開(kāi)關(guān)的啟閉時(shí)

間是以毫秒（ms）來(lái)計(jì)算的，三極管開(kāi)關(guān)則以微秒（μs）計(jì)算的。

三極管開(kāi)關(guān)與機(jī)械式開(kāi)關(guān)的比較2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路（3）三極管開(kāi)關(guān)沒(méi)有躍動(dòng)現(xiàn)象，一般的機(jī)械式開(kāi)關(guān)在導(dǎo)通的瞬間會(huì)有快速的連

續(xù)啟閉動(dòng)作，然后才能逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。（4）利用三極管開(kāi)關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí)，在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的瞬間，不會(huì)有火花

產(chǎn)生。當(dāng)機(jī)械式開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，由于瞬間切斷了電感性負(fù)載上的電流，因此，

電感產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電壓將在接點(diǎn)上引起弧光，這種電弧不但會(huì)侵蝕接點(diǎn)的表

面，而且可能會(huì)造成干擾或危害。

三極管開(kāi)關(guān)與機(jī)械式開(kāi)關(guān)的比較2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路三極管開(kāi)關(guān)電路

三極管在基極電流控制下，在截止與飽和兩種狀態(tài)中交替變換，就如同一個(gè)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合狀態(tài)交替變換一樣。圖5-10所示為NPN三極管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。圖

5-10中，R是基極限流電阻，防止基極電流過(guò)大。集電極電阻Rc是防止三極管導(dǎo)通時(shí)電源短路,在實(shí)際開(kāi)關(guān)電路中，Rc的位置由被控電子元件取代。

三極管開(kāi)關(guān)電路在汽車中的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路

圖5-11為NPN三極管開(kāi)關(guān)電路。開(kāi)關(guān)電路在工作時(shí)，受控制的電子元件一般

接在集電極c上，控制信號(hào)加在基極b上。當(dāng)基極b有控制信號(hào)到來(lái)時(shí)，三極管

VT處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，ce之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合，接在集電極c上的電子元件得

電工作；當(dāng)控制信號(hào)與基極b斷開(kāi)時(shí)，三極管VT處于截止?fàn)顟B(tài)，ce之間相當(dāng)于

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電子元件的電路被切斷失電，恢復(fù)初始狀態(tài)。

三極管開(kāi)關(guān)電路在汽車中的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路點(diǎn)火電路控制

點(diǎn)火控制器的主要作用是根據(jù)ECU

的點(diǎn)火信號(hào),通過(guò)晶體管(三極管)導(dǎo)通和斷開(kāi)控制點(diǎn)火線圈初級(jí)回路的電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高壓端的點(diǎn)火，IGt信號(hào)是一種電壓為5Ｖ

的矩形脈沖信號(hào)(圖

5-12)，點(diǎn)火控制器中的點(diǎn)火控制電路按照這一信號(hào)使晶體管開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通或截止,當(dāng)IGt信號(hào)由5Ｖ

變?yōu)?/p>

０

時(shí)，晶體管開(kāi)關(guān)電路截止，切斷初級(jí)線圈電流，從而在次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使火花塞點(diǎn)火。

三極管開(kāi)關(guān)電路在汽車中的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路電氣元器件中按鈕開(kāi)關(guān)顏色的含義

按鈕開(kāi)關(guān)是指利用按鈕推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)按通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電路換接的開(kāi)關(guān)。按鈕開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器?通常用于電路中發(fā)出啟動(dòng)或停止指令，以控制電磁起動(dòng)器、接觸器、繼電器等電器線圈電流的接通和斷開(kāi)。不同的按鈕顏色有著不同的含義。(１)紅色:紅色的含義是緊急，說(shuō)明危險(xiǎn)或緊急情況時(shí)操作，如急停。(２)黃色:黃色的含義是異常，說(shuō)明異常情況時(shí)操作，如干預(yù)制止異常情況。(３)綠色:綠色的含義是正常，說(shuō)明正常情況時(shí)啟動(dòng)操作。(４)藍(lán)色:藍(lán)色的含義是強(qiáng)制性，說(shuō)明要求強(qiáng)制動(dòng)作情況下操作，如復(fù)位功能。

三極管開(kāi)關(guān)電路在汽車中的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)點(diǎn)3三極管開(kāi)關(guān)控制電路任務(wù)一三極管及其控制電路拓展閱讀

3.邊學(xué)邊做（1）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，具備了一定的理論知識(shí)，下面將進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。首先，準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)需要使用的積木板、器材，見(jiàn)表5-5。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:三極管控制電磁閥開(kāi)關(guān)電路，見(jiàn)表5-6。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:三極管控制電磁閥開(kāi)關(guān)電路，見(jiàn)表5-6。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(3)

實(shí)訓(xùn)步驟:達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn)，見(jiàn)表5-7。任務(wù)一三極管及其控制電路3.邊學(xué)邊做(3)

實(shí)訓(xùn)步驟:達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn)，見(jiàn)表5-7。任務(wù)一三極管及其控制電路一、考核方式（1）每小組對(duì)應(yīng)一套電子積木板、一張實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)。（2）檢查實(shí)訓(xùn)任務(wù)：真實(shí)、完整、有效。（3）按各實(shí)例知識(shí)講解及實(shí)訓(xùn)進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)。3.邊學(xué)邊做任務(wù)一三極管及其控制電路二、考核說(shuō)明及評(píng)價(jià)，見(jiàn)表5-8。4.考核與評(píng)價(jià)任務(wù)一三極管及其控制電路

(１)三極管放大特性在汽車上有哪些應(yīng)用?(２)收集汽車電路圖，分析有三極管控制的部分的電路原理。5.想一想任務(wù)一三極管及其控制電路1.任務(wù)引入

除三極管外，場(chǎng)效應(yīng)管也是電子控制元件，起放大和開(kāi)關(guān)作用。

與三極管相比，有它的優(yōu)越性。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥2.知識(shí)準(zhǔn)備場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)晶體管，簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管，由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管，如圖5-13所示。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件,具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。

任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)1場(chǎng)效應(yīng)管基本原理2.知識(shí)準(zhǔn)備場(chǎng)效應(yīng)管的分類

場(chǎng)效應(yīng)管分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS管)兩大類，如圖５-１４、圖５-１５所示。

任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)1場(chǎng)效應(yīng)管基本原理

用萬(wàn)用表歐姆擋可以觸發(fā)場(chǎng)效應(yīng)管，方法是：紅表筆接G極，黑表筆接S極，然后黑表筆不動(dòng)，紅表筆接D極，可發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)通了，就是有很小的阻值了，說(shuō)明管子在正常工作了。然后紅表筆接S極，黑表筆接G極，再次用紅表筆接D極，黑表筆接S極，會(huì)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷了，也就是G極控制D極與S極的導(dǎo)通與關(guān)斷。給G極加正電壓，D與S開(kāi)通，加反向電壓是關(guān)斷。

場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)量2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)1場(chǎng)效應(yīng)管基本原理

在測(cè)量中要是S極與D極有阻值，那是因?yàn)镈極和S極上加了一個(gè)二極管，所以會(huì)有一個(gè)二極管特性，如圖5-16所示。3.邊學(xué)邊做（1）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，具備了一定的理論知識(shí)，下面將進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。首先，準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)需要使用的積木板、器材，見(jiàn)表5-9。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管元件的認(rèn)知與測(cè)量，見(jiàn)表5-10。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管元件的認(rèn)知與測(cè)量，見(jiàn)表5-10。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥

以增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管為例，它可分為NPN型和PNP型。NPN型通常稱為N溝道型，PNP型也叫P溝道型。由圖5-17可看出，對(duì)于N溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上，同樣，對(duì)于P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上，同樣，對(duì)于P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

如圖5-18所示，在二極管加上正向電壓（P端接正極，N端接負(fù)極）時(shí)，二極管導(dǎo)通，其PN結(jié)有電流通過(guò)。這是因?yàn)樵赑型半導(dǎo)體端為正電壓時(shí)，N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端，而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運(yùn)動(dòng)，從而形成導(dǎo)通電流。應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

同理，當(dāng)二極管加上反向電壓（P端接負(fù)極，N端接正極）時(shí)，這時(shí)在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓，正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端，負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端，電子不移動(dòng)，其PN結(jié)沒(méi)有電流通過(guò)，二極管截止。

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

圖5-19給出了P溝道的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的工作過(guò)程，其工作原理類似N溝道MOS管。場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)原理就是通過(guò)柵極電壓控制源極與漏極之間的導(dǎo)通狀態(tài)，由于是電壓控制型，因此，柵極基本上不消耗電流，阻抗接近無(wú)窮大。

場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取較

少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源取較

多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有多

數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電，被稱之為雙極型器件。有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體管好。

場(chǎng)效應(yīng)管的使用優(yōu)勢(shì)2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

（1）場(chǎng)效應(yīng)管可看作一只NPN型晶體三極管，柵極G對(duì)應(yīng)于基極b，漏極D對(duì)應(yīng)集電極c源極S對(duì)應(yīng)放射極e。（2）場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制電流器件，場(chǎng)效應(yīng)管的放大能力較差；三極管是電流控制電流器件。（3）場(chǎng)效應(yīng)管柵極幾乎不取電流，而三極管工作時(shí)基極總要吸取一定的電流。因此，場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻比三極管的輸入電阻高。（4）場(chǎng)效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電，三極管有多子和少子兩種載流子參與導(dǎo)電，而少子濃度受溫度、輻射等因素影響較大，因而，場(chǎng)效應(yīng)管比晶體管的溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)。

場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的比較2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

（5）場(chǎng)效應(yīng)管在源極與襯底連在一起時(shí)，源極和漏極可以互換使用，且特性變化不大；而三極管的集電極與發(fā)射極互換使用時(shí)，其特性差異很大，b值將減小很多。（6）場(chǎng)效應(yīng)管和三極管均可組成各種放大電路和開(kāi)路電路，但由于前者制造工藝簡(jiǎn)單，且具有耗電少，熱穩(wěn)定性好，工作電源電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。（7）三極管導(dǎo)通電阻大，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通電阻小，只有幾百毫歐姆，在現(xiàn)在的用電器件上，一般都用場(chǎng)效應(yīng)管做開(kāi)關(guān)來(lái)用，它的效率是比較高的。

場(chǎng)效應(yīng)管與三極管的比較2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，縮寫(xiě)IGBT）是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。

（1）IGBT模塊外觀及等效電路。

以拆解的IGBT模塊(型號(hào)為FF1400R171P4)為例，模塊外觀及等效電路如圖5-20所示，

本模塊長(zhǎng)寬高分別為25ｃｍ、8.9cm、3.8cm。

模塊包含兩個(gè)IGBT，也就是我們常說(shuō)的半橋模塊。

每個(gè)IGBT的額定電壓和電流分別為1700Ｖ

和1400Ａ。8、9、10、11、12為電源端子，需要接電源電路。1、2、3、4、5為輔助控制端，需接門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路。６、７

為NTC熱敏電阻，用于溫度檢測(cè)或過(guò)溫保護(hù)。

場(chǎng)效應(yīng)管在新能源汽車的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

（1）IGBT模塊外觀及等效電路。

場(chǎng)效應(yīng)管在新能源汽車的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路

（2）IGBT在汽車中的應(yīng)用

IGBT被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。在大致了解了它的結(jié)構(gòu)后，可以在很多方面利用這種結(jié)構(gòu)的黑色模塊，例如:對(duì)于新型電動(dòng)汽車，三個(gè)這樣的黑色模塊可以用作三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，如果配備電池，它可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)公交車。

在電動(dòng)汽車上，IGBT的作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換,同時(shí)還承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換功能。其作用是將動(dòng)蓄電池的直流電流轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)使用的交流電流。

另外也將電動(dòng)機(jī)回收的交流電流轉(zhuǎn)換成可供蓄電池充電。

場(chǎng)效應(yīng)管在新能源汽車的應(yīng)用2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥任務(wù)點(diǎn)2場(chǎng)效應(yīng)管工作原理與開(kāi)關(guān)控制電路3.邊學(xué)邊做（1）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，具備了一定的理論知識(shí)，下面將進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。首先，準(zhǔn)備實(shí)訓(xùn)需要使用的積木板、器材，見(jiàn)表5-11。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管特性實(shí)訓(xùn),見(jiàn)表5-12。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(２)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管特性實(shí)訓(xùn),見(jiàn)表5-12。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(3)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)控制電磁閥、燈泡，見(jiàn)表5-13。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥3.邊學(xué)邊做(3)

實(shí)訓(xùn)步驟:場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)控制電磁閥、燈泡，見(jiàn)表5-13。任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥一、考核方式（1）每小組對(duì)應(yīng)一套電子積木板、一張實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)。（2）檢查實(shí)訓(xùn)任務(wù)：真實(shí)、完整、有效。（3）按各實(shí)例知識(shí)講解及實(shí)訓(xùn)進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)。3.邊學(xué)邊做任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥二、考核說(shuō)明及評(píng)價(jià)，見(jiàn)表5-14。4.考核與評(píng)價(jià)任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥

(１)看到一個(gè)陌生的電路,你如何分辨三極管和場(chǎng)效應(yīng)管?(２)收集汽車上的場(chǎng)效應(yīng)管相關(guān)電路并進(jìn)行分析。5.想一想任務(wù)二場(chǎng)效應(yīng)管控制電磁閥1.任務(wù)引入

汽車高壓點(diǎn)火控制電路的功用是產(chǎn)生火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣做功，點(diǎn)火控制電路核心部件是點(diǎn)火線圈。其原理是變壓器低壓轉(zhuǎn)換成高壓。點(diǎn)火控制電路有幾種不同控制形式。任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路

變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器，它可以把某一電壓、電流的交流電能變換成同頻率的另一電壓、電流的交流電能，具有變換電壓和電流的作用。變壓器還具有變換阻抗的作用。在電子線路中，除電源變壓器外，變壓器還用來(lái)耦合電路、傳遞信號(hào)并實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路任務(wù)點(diǎn)

變壓器與點(diǎn)火線圈

變壓器的基本結(jié)構(gòu)

變壓器因使用場(chǎng)合、工作要求不同，有各種各樣的結(jié)構(gòu)，但其基本結(jié)構(gòu)都一

樣，即主體由鐵芯和繞組（線圈）兩部分組成。

變壓器的基本結(jié)構(gòu)

變壓器因使用場(chǎng)合、工作要求不同，有各種各樣的結(jié)構(gòu)，但其基本結(jié)構(gòu)都一

樣，

即主體由鐵芯和繞組（線圈）兩部分組成。

按繞組與鐵芯的安裝位置，變壓器可分為芯式和殼式兩種。芯式變壓器的繞組

套在各鐵芯柱上，如圖5-21a）所示；殼式變壓器的繞組套在中間的鐵芯柱上，繞組兩側(cè)被外側(cè)鐵芯柱包圍，如圖5-21b）所示。圖5-21c）是變壓器在電路中的符號(hào)。一般電力變壓器采用芯式，小型變壓器多采用殼式。

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路任務(wù)點(diǎn)

變壓器與點(diǎn)火線圈

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路任務(wù)點(diǎn)

變壓器與點(diǎn)火線圈

變壓器的工作原理和特性

圖5-22所示是變壓器的原理圖。

為了便于分析，將高壓繞組和低壓繞組分別畫(huà)在兩邊。

與電源相連的稱為一次繞組(或稱初級(jí)繞組)，與負(fù)載相連的稱為二次繞組(或稱次級(jí)繞組)。

一次、二次繞組的匝數(shù)分別為N1

和N2

，當(dāng)一次繞組接上交流電壓時(shí)，一次繞組中便有電流通過(guò)。

一次繞組的磁路產(chǎn)生的磁通絕大部分通過(guò)鐵芯而閉合，從而在二次繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路任務(wù)點(diǎn)

變壓器與點(diǎn)火線圈

變壓器的工作原理和特性

１)電壓變換

一次、二次繞組的電壓之比為K，稱為變壓器的變比，亦即一次、二次繞組的匝數(shù)比。當(dāng)電源電壓u1一定時(shí)，只要改變?cè)褦?shù)比K，就可得出不同的輸出電壓u2。變比在變壓器的銘牌上注明，它表示一次、二次繞組的額定電壓之比。

2）電流變換當(dāng)電源電壓和頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時(shí)是

基本恒定的。因此，有負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主磁通的一次、二次繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)和空載時(shí)產(chǎn)生主磁通的一次繞組的磁動(dòng)勢(shì)基本相等，此時(shí)，變壓器一次、二次繞組的電流之比近似等于它們的匝數(shù)比的倒數(shù)。

變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)三汽車高壓點(diǎn)火控制電路任務(wù)點(diǎn)

變壓器與點(diǎn)火線圈

變壓器的工作原理和特性

3）阻抗變換變壓器還有變換負(fù)載阻抗的作用，以實(shí)現(xiàn)“匹配”?？梢杂貌煌脑褦?shù)，把負(fù)