文档介绍：空调客车电气基础知识
第一节电子元件
按照物质的导电能力不同,将其可分为导体、绝缘体和半导体。半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的。常见的半导体材料有硅和锗等。有P型半导体(空穴型半导体)和N型半导体(电子型半导体)。可将半导体制成具备多种性能的电子元器件,如二极管、三极管、热敏元件、光敏元件等。
一、PN结及其单向导电性
1、定义:用特殊工艺把P型和N型半导体结合在一起,在交界面上形成的特殊带电薄层称作PN结。
2、单向导电性:在PN结上加正向电压时(电源正极与P区相连,负极与N区相连),PN结导通;在PN结上加反向电压时,PN结截止。这就是PN结的单向导电性。此特性使PN结成为构成各种半导体器件的基础结构。
P N
P型半导体
N型半导体
PN结
PN结示意图
二、二极管
:在PN结两端接上金属引线,然后再封装在管壳内,就制成了半导体二极管,也称晶体二极管。P区引出端叫正极(又称阳极),N区引出端叫负极(又称阴极)。文字符号为:“V”,图形符号中箭头表示PN结正向电流的方向。图形符号为如图所示:
V
二极管的图形符号
:按材料分类,有硅二极管和锗二极管两类;按PN结的结构特点分类,有点接触型(PN结面积小)和面接触型(PN结面积大)两类;按用途分类,有普通二极管、稳压二极管、光敏二极管、热敏二极管、发光二极管等。
:具有单向导电性,只允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极。
二极管伏安特性曲线特点:正向导通特性、反向截止特性和反向击穿特性。
:最大整流电流IFM、最高反向工作电压URM 。
:根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特点测量。测量小功率二极管使,一般用万用表R×100Ω或R×1kΩ两档,两表笔分别测试二极管的正反向电阻,若两次测得的电阻值差很大,则表明二极管使正常的,所测电阻小的那次为正向电阻值,与黑表笔(即表内电池正极)相接触的是二极管的正极,红表笔接触的是负极。若两次测得的电阻值都小,表明管子内部已经短路;若两次测得的阻值都很大,则表明管子内部已经短路。
:利用二极管的单向导电性,将交流电整流成直流电。
(1)单相半波整流电路:U=
交流
U2
+
—
交流
U1
V
T
直流
U
(2)单相桥式整流电路:UL=
交流
U2
+
——
直流
UL
(3)三相桥式整流电路:UL= U2
+
——
交流
U2
直流
UL
(1)稳压二极管
A、组成:由PN结构成,是一种特殊型式的二极管,内部结构与二极管有所不同,属于面结合型半导体硅二极管。
B、特性:在不超过允许通过的最大电流条件下,可以工作在反向击穿状态,而管子两端的电压几乎保持恒定,这就是所谓的稳压。可以用来稳定负载两端的电压。
C、图形符号
稳压管的图形符号
阴极
阳极
VD
D、工作条件:必须与负载串联;必须承受反向电压;必须串联限流电阻起电压调节作用。
(2)发光二极管
发光二极管(又称LED)是具有一个PN结的半导体光电器件。它与普通二极管一样具有单向导电性,当有足够的正向电流通过PN结时,便会发光。常被用于交流电源指示。
-
VD
发光二极管的符号
+
三、三极管
E
N
P
N
集电区
基区
发射区
集电结
发射结
C
B
B
C
E
NPN型三极管
E
P
N
P
集电区
基区
发射区
集电结
发射结
C
B
B
C
E
PNP型三极管
半导体三极管是由三个区和两个PN结构成的半导体器件,简称三极管。三个区分别为发射区、基区、集电区。由发射区、基区、集电区各引出三个极,分别叫发射极、基极和集电极,依次用E,B,C表示。
按结构组成分三极管可分为NPN型和PNP型;按所用材料的不同,分为硅管和锗管;按功率大小可分为为小、中、大功率管;按用途的不同,分为放大管和开关管等。
常用放大电路有多种,其核心元件都是三极管。当三极管的发射结正偏,集电结反偏时,三极管基极电流的微小变化,会引起集电极电流的较大变化,因此,可通过基极电流的大小来控制集电极电流,这就是三极管的电流放大作用。三极管放大的实质是以微小电流控制大电流,放大后的信号的能量是电源提供的,而不是凭空增加的。所以三极管是一种以小控大,以弱控强的器件。常见应用如麦克风、扬声器、蜂鸣器等。
三极管电流放大的条件:发射结加正向电压,集电结加方向电压,也就是说三极管放大的条件是发射结正偏,集电结反偏。
将集电极与基