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结合多种功能的电子电路。它是调谐、振荡、耦合、匹配、滤波等电路中的重要元件。用电容符号表示。电感器的外形图如图1-17所示。图1-17感应器1的外形。电感器的分类(1)根据电感器的磁芯性质，有空心线圈和带磁芯的线圈。(2)根据缠绕方式不同，有单层线圈、多层线圈、蜂窝线圈等。(3)根据电感的变化，有固定电感和微调电感。2.电感器的电压和电流特性如图1-18所示。当流过线圈的电流发生变化时，流过线圈的磁通也随之变化，于是线圈两端产生感应电压，这就意味着根据电磁感应定律，有(1-21)图1-18所示的电感元件及其符号表达式(1-21)是电感元件的特征方程。说明某一时刻电感两端的电压只取决于该时刻的电流变化率，而与该时刻的电流无关。这种特性称为电感的动态特性，所以电感元件也叫动态元件。等式(1-21)也显示了电感的一个重要特性。如果电感两端的电压保持在一个有限值，流经电感的电流只能连续变化，不能跳变。电感也是一种具有“记忆”功能的元件。磁场能量、电感和通过电感器的电流的关系如下：(1-22) 3。电感特性在汽车电路中的应用(1)点火线圈储存点火能量。点火线圈初级绕组通电时，电源的电能转化为磁场能量，初级绕组断电时，转化为火花塞电极的点火能量。(2)电感器的自感电动势引起过电压点火线圈、继电器线圈、发电机和电动机的绕组等。当电路开关接通或断开，或者带电线路突然断开时，电感会产生自感应电动势。这些瞬态电压可能非常高，会对汽车的电子元件造成损害。因此，现代汽车电器强调电池连接的可靠性。由于蓄电池可以吸收暂态过电压，因此在稳定电网电压和保护电子元件方面起着重要作用。三。变压器变压器是一种将交流电压转换成频率相同但电压不同的静态电气设备，广泛应用于汽车电子电路中。1.变压器的主要作用是升压降压，变换电流，变换阻抗，传递信息。例如电子电路中的输出变压器和耦合变压器。2.变压器的分类(1)根据变压器的铁心和线圈结构，有铁心式变压器和壳式变压器等。大功率变压器以芯式变压器居多，小功率变压器多采用壳式变压器。(2)根据变压器的使用频率，有高频变压器、中频变压器和低频变压器。常见变压器的符号如图1-19所示，常见变压器的形状如图1-20所示。图1-19变压器的符号图1-20变压器3的形状。变压器的

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方法(1)外观检查。外观检查包括看得见摸得着的项目，如线圈引线有无脱焊，绝缘材料有无烧焦，机械有无损伤，表面有无破损等。(2)开路检查一般中高频变压器的线圈匝数少，其DC电阻要小，在几欧姆到几欧姆之间。并且由于大量的线圈匝数，音频和电流变压器的DC电阻可以达到数百欧姆到数千欧姆或者更高。用万用表测量变压器的DC电阻只能初步判断变压器是否正常，还需要检查短路情况。(3)检查短路。高频变压器的局部短路应通过专用测量仪器来判断。中高频变压器内部短路时，线圈空载值降低，整机特性变差。因为变压器的一次侧和二次侧是交流耦合的，DC开路，所以如果变压器的两个绕组之间短路，DC电压就会通过，这可以用万用表检测出来。五、继电器继电器是根据特定形式的输入信号的变化来接通或断开小电流电路的自动控制电器。继电器在汽车中主要起控制和保护电路的作用。继电器一般由三个基本部分组成：检测机构、中间机构和执行机构。检测机构的功能是接收外部输入信号，并将信号传送给中间机构；中间机构判断信号的变化，转换物理量，放大等。当输入信号变化到一定值时，执行器(通常是触点)动作，使其控制的电路状态发生变化，电路的一部分接通或断开，达到控制或保护的目的。汽车中常见的继电器有电磁继电器、干簧继电器、双金属继电器和电子继电器。1.继电器的工作原理(1)继电保护的工作原理。保护用继电器的电路原理如图1-21所示。图1-21继电保护电路原理该继电保护电路用于保护喇叭按钮触点。喇叭工作电流大，直接由喇叭按钮控制，触点容易烧坏。图中喇叭电路增加喇叭继电器后，喇叭按钮开关只控制继电器线圈电路的通断，继电器线圈通电产生的电磁力闭合继电器触点，接通喇叭电路。喇叭按钮只在继电器线圈中流过很小的电流，使得喇叭按钮触点不易烧坏，延长了使用寿命。(2)继电器自动控制电路原理用于自动控制的继电器电路原理如图1-22所示。继电器控制电路用于自动控制充电指示灯的亮与灭，以指示充电系统是否正常工作。继电器线圈接在发电机的中点端(端电压为发电机输出端电压的1/2)，继电器的常闭触点串联在充电指示灯电路中。当发电机正常发电时，点电压使继电器线圈通电，触点断开，充电指示灯自动熄灭，表示充电系统工作正常。当点火开关打开，发动机不工作或发电机有故障时，发电机中性点电压低或不存在，使继电器线圈电流小或切断。继电器触点在弹簧力的作用下闭合，充电指示灯亮，表示充电系统不工作或有故障。图1-22继电器自动控制电路原理第四节电子元件一、PN结及其特性1。半导体的基础知识按照导电性分为三类：导体、绝缘体、半导体。半导体，其导电性介于导体和绝缘体之间，导电性是可以控制的。如硅、锗和大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。其中，硅锗半导体的生产技术相对成熟，因此应用广泛。现代电子技术的发展，其实就是半导体技术的发展。这是因为除了不同的传导

半导体的不同部分掺杂了不同的杂质，会表现出不同的性能。通过采用一些特殊的工艺，可以将各种半导体恰当地连接起来，制成具有特定功能的电路——集成电路。(2)热敏性：半导体对温度非常敏感。温度上升10，半导体的电阻率下降一半。这一特性对半导体器件的工作性能有许多不利影响，它可以用来使热敏电阻在自动控制中有用。(3)光敏性：半导体对光非常敏感。当半导体被照亮时，它的电阻率会显著降低。自动控制中使用的光电二极管、光电晶体管和光敏电阻都是由这一特性制成的。2.p型半导体和N型半导体几乎没有杂质的纯半导体称为本征半导体。在外部能量的作用下，半导体激发出两种载流子：自由电子和空穴，两者都是导电的。电子带负电，空穴带正电。当半导体两端加一个外加电压时，半导体中会出现两部分电流：一部分是自由电子定向运动形成的电子电流，另一部分是空穴电流。在半导体中，电子导电和空穴导电同时存在，这是半导体导电的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质区别。(1)N型半导体在本征半导体(如硅、锗为四价元素)中掺杂少量五价元素(如磷)，会大大增加半导体中的自由电子数。自由电子传导成为这种半导体的主要传导方式，因此被称为电子半导体或N型半导体。在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。(2)P型半导体在本征半导体中掺杂少量三价元素(如硼)，会显著增加空穴数，自由电子相对较少。这种以空穴导电为主要导电方式的半导体称为空穴半导体或P型半导体。其中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。需要指出的是，无论是N型半导体还是P型半导体，虽然两者都是一个载流子居多，但整个晶体仍然是不带电的，对外不显示电。3.PN结及其单边导电性通常在一个晶片上。通过采取一定的掺杂工艺措施，在两侧形成P型半导体和N型半导体，它们的界面会形成PN结，pn结是各种半导体器件的基础。PN结具有单向导电性，是二极管、三极管、晶闸管、半导体集成电路等半导体器件的核心部分。(1)1)pn结的形成。如图1-23所示，半导体左边是P区，右边是N区。因为P区(高浓度)有大量空穴，N区(低浓度)空穴很少，所以空穴要从高浓度的P区向低浓度的N区扩散。首先，界面附近的空穴扩散到N区，在界面附近的P区留下一些带负电的三价杂质离子，形成负空间电荷区。同样，N区(高浓度)的自由电子会向P区(低浓度)的自由电子扩散，在界面附近的N区留下带正电的五价杂质离子，形成正空间电荷区。这样，在P型半导体和N型半导体的界面两侧形成了空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结。图1-23PN结形成正负空间电荷区。在界面处形成一个电场，称为内电场，其方向从带正电的N区指向带负电的P区，如图1-23(b)所示。内部电场的作用是阻碍两个区域中多数载流子的扩散，即防止P区域中的空穴扩散到N区域，以及N区域中的自由电子扩散到P区域。同时，内部电场对两个区域少数载流子的作用正好相反。它会把少数载流子推到空间电荷区之外，也就是pu

扩散产生空间电荷区和内电场，内电场削弱扩散运动，产生漂移运动。最后，扩散运动和漂移运动达到一个动态平衡，即从P区扩散到N区的空穴数等于从N区漂移到P区的空穴数。此时，空间电荷区的宽度和内部电场的强度处于相对稳定的状态。(2)PN结的单向导通如果在pn结上加直流电压，即P区外接电源的阳极和N区外接电源的阴极，如图1-24(a)所示，称为正向偏置(简称正向偏置)。此时，施加电场的方向与内部电场的方向相反，内部电场减弱。PN结中扩散运动和漂移运动之间的平衡态被破坏，空间电荷区变窄，多数载流子的扩散运动增强，更大的正向电流I通过PN结从P区流向N区。在一定范围内，外加电压越大，外加电场越强，正向电流I越大，PN结处于导通状态。如果在PN结上加一个反向电压，称为反向偏置(简称反向偏置)，即P区接外电源负极，N区接外电源正极，如图1-24(b)所示。此时，外部电场与内部电场方向相同。在外电场的作用下，空间电荷区变宽，内部电场加强，使多数载流子的扩散运动变得困难。反向电流非常小，大约等于零。PN结处于截止状态。图1-24PN结单向导通上述情况表明，PN结加直流电压时，正向电流大，PN结处于导通状态；PN结加反向电压时，反向电流很小，PN结处于截止状态。也就是说，PN结具有单向导电性。二。二极管1。二极管的结构、符号和分类半导体二极管有很多种。按材料分，最常用的有硅管和锗管；二极管的结构和符号如图1-25所示。点接触二极管的结构如图1-25(a)所示。点接触二极管的特点是结面积小，电极间电容小，不能承受高反向电压和大电流，适用于高频小功率应用。接触锗二极管，常用于高频检测。接触型(或结型)二极管的结构如图1-25(b)所示。这种二极管结面积大，极间电容大，允许正向电流大，适用于低频大功率场合。结型硅二极管通常用于整流。图1-25半导体二极管2的结构和符号。二极管的伏安特性二极管本质上是一个单向导通的PN结。二极管的伏安特性曲线如图1-26所示。流过二极管的电流I与其端电压U的关系称为二极管的伏安特性曲线。图1-26二极管伏安特性曲线正向伏安特性是指纵坐标的右边部分。其主要特点如下：(1)正向特性直流电压较小时，正向电流很小，几乎为零，二极管处于关断状态。当直流电压超过一定值时(硅管0.5V左右，锗管0.2V左右)，电流随着电压的升高而迅速增大，二极管的电阻变得很小，从而进入导通状态。这个直流电压值称为死区电压(mosfet)，其大小与管道材料和环境温度有关。二极管导通后，正向电流和直流电压之间的关系是非线性的。当正向电流变化较大时，二极管两端的正向压降几乎不变，硅管的正向压降约为0.7V，锗管的正向压降约为0.3V)反向特性当二极管加反向电压时，二极管的反向电流很小，基本不变

三。稳压器1。稳压器的符号及其伏安特性曲线稳压器简称稳压器。它是用特殊工艺制造的表面键合硅半导体二极管，其电路符号如图1-27(a)所示。使用时，其阴极接外加电压的正极，阳极接外加电压的负极。该管反向偏置，工作在反向击穿状态，其反向击穿特性用于稳定DC电压。稳压二极管的电压-电流特性曲线如图1-27(b)所示。其正向特性与普通二极管相同，反向特性曲线比普通二极管更陡。在二极管反向击穿状态下，流过管内的电流变化很大，而两端电压变化很小，这是稳压管达到稳压效果的点。稳压器工作时，必须接入限流电阻，使流过它的反向电流在范围内变化。在这个范围内，电压调节器安全工作，两端的反向电压变化很小。图1-27稳压二极管的符号及其伏安特性曲线2。稳压电路DC稳压电源采用稳压管稳压，稳压管并联的稳压电路如图1-28所示。整流电路和电容滤波得到的DC电压通过限流电阻和稳压管连接到负载电阻上，从而在负载上获得相对稳定的电压。图1-28简单并联稳压电路该电路的稳压原理是：当电网电压升高时，整流滤波电路的输出电压必然升高，进而导致输出电压(即)的升高。从稳压管的稳压特性可以看出，电压的增加必然导致大幅度的增加，所以限流电阻上的电流会增加，电压降也会增加，这在很大程度上使变化得以承担，从而使其基本稳定(反之，当电压下降时同样，当负载电流发生变化(即变化)时，如果增大，必然引起(即)减小，导致下降幅度较大，从而保持总电流()基本不变，基本稳定。四。三极管1。三极管的结构和符号图1-29晶体管的结构和图形符号如图1-29(a)所示，它由三层性质不同的半导体组成。根据半导体的不同组合，可以分为NPN型晶体管和PNP型晶体管。晶体管的图形符号如图1-29(b)所示，符号中的箭头方向表示发射极结正向偏置时的电流方向。为了保证三极管的电流放大，采取了以下结构措施：(1)基区很薄，掺杂浓度低，使电子(N型)或空穴(P型)数量少。(2)发射区掺杂浓度高，一般比集电区高，比基区高很多倍。2.三极管的电流放大原理。下面以NPN三极管为例解释三极管的电流放大原理。如图1-30所示，直流电压加在发射极结上，而反向电压加在集电极结上。图1-30三极管的电流放大原理发射极结加直流电压削弱了发射极结的内部电场，使其势垒层变薄。因此，发射区浓度高的电子穿过发射结扩散到基区，进入基区的自由与基区的少数空穴复合，其余继续扩散到电子浓度低的集电极结。当向集电极结施加反向电压时，集电极结中的电场增强，空间电荷区变宽。在集电极结中电场力的作用下，在集电极结附近扩散的自由电子穿过集电极结进入集电极