【正文】 兩端正向壓降幾乎為恒量。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值（，）后，電流隨電壓的上升增長得很快，二極管電阻變得非常小，進入導(dǎo)通狀態(tài)。流過二級管的電流I與其端電壓U的關(guān)系稱為二極管的伏安特性曲線。面結(jié)型硅二極管常用于整流。點接觸型鍺二極管，常用于高頻檢波。二、二極管1．二極管的結(jié)構(gòu)、符號和分類半導(dǎo)體二極管的種類很多，按材料來分，最常用的有硅管和鍺管兩種；二極管的結(jié)構(gòu)及符號如圖125所示。圖124 PN結(jié)的單向?qū)щ娦陨鲜銮闆r表明：在PN結(jié)上加正向電壓時，正向電流大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)；在PN結(jié)上加反向電壓時，反向電流很小，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。反向電流很小，近似等于零。如果給PN結(jié)外加反向電壓，稱為反向偏置（簡稱反偏），即P區(qū)接外電源負極，N區(qū)接外電源正極，如圖124(b)所示，這時外電場與內(nèi)電場方向相同。PN結(jié)內(nèi)部擴散運動與漂移運動之間的平衡狀態(tài)被破壞，空間電荷區(qū)變窄，多數(shù)載流子的擴散運動增強，形成較大的從P區(qū)通過PN結(jié)流向N區(qū)的正向電流I。（2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦匀绻赑N結(jié)上加上正向電壓，即P區(qū)接外電源的正極，N區(qū)接外電源的負極，如圖124（a）所示，稱為正向偏置（簡稱正偏）。最后，擴散運動與漂移運動達到動態(tài)平衡，即從P區(qū)擴散到N區(qū)的空穴與從N區(qū)漂移到P區(qū)的空穴數(shù)相等。在PN結(jié)的形成過程中，多數(shù)載流子由于濃度差別而產(chǎn)生的擴散運動與少數(shù)載流子在內(nèi)電場作用下而產(chǎn)生的漂移運動是互相聯(lián)系而存在的。同時，內(nèi)電場對兩區(qū)少數(shù)載流子的作用恰恰相反，它將推動少數(shù)載流子越超空間電荷區(qū)，即把P區(qū)的自由電子推向N區(qū)，把N區(qū)的空穴推向P區(qū)。圖123 PN結(jié)的形成正負空間電荷區(qū)在交界面處形成一個電場，稱為內(nèi)電場，其方向從帶正電的N區(qū)指向帶負電的P區(qū)，如圖123（b）所示。同樣，N區(qū)的自由電子（濃度大）要向P區(qū)自由電子（濃度?。U散，在交界面附近的N區(qū)留下帶正電的五價雜質(zhì)離子，形成正空間電荷區(qū)。（1）PN結(jié)的形成圖123所示一塊半導(dǎo)體左邊為P區(qū)右邊為N區(qū)，由于P區(qū)有大量空穴（濃度大）而N區(qū)的空穴極少（濃度?。?，因此空穴要從濃度大的P區(qū)向濃度小的N區(qū)擴散。PN結(jié)及其單向?qū)щ娦酝ǔＪ窃谝粔K晶片上，采取一定的摻雜工藝措施，在兩邊分別形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，它們的交界面就形成PN結(jié)，這PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。其中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。（2）P型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價元素（如硼），這將使空穴的數(shù)目顯著增加，自由電子則相對很少。（1）N型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體（如硅、鍺均為四價元素）中摻入微量的五價元素（如磷），這將使半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)目大大增多，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體導(dǎo)電的主要導(dǎo)電方式，故稱它為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時，半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流：一部分是自由電子作定向運動所形成的電子電流，一部分是空穴電流。半導(dǎo)體材料在外界能量的作用下，激發(fā)出兩種載流子：自由電子和空穴，它們都具有導(dǎo)電能力。自動控制中用的光電二極管、光電三極管和光敏電阻等，就是利用這一特性制成的。（3）光敏性：半導(dǎo)體對光照很敏感。溫度每升高10℃，半導(dǎo)體的電阻率就減小為原來的二分之一。在半導(dǎo)體中不同的部分摻入不同的雜質(zhì)就呈現(xiàn)不同的性能，再采用一些特殊工藝，將各種半導(dǎo)體進行適當(dāng)?shù)倪B接就可制成具有某一特定功能的電路—集成電路。在半導(dǎo)體硅中只要摻入億分之一的硼（B），電阻率就會下降到原來的幾萬分之一?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展實際上就是半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，這是因為除了半導(dǎo)體導(dǎo)電能力不同外，半導(dǎo)體還有以下特征。如硅、鍺以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物等都是半導(dǎo)體。圖122 繼電器的自動控制電路原理第四節(jié) 電子元件一、PN結(jié)及其特性半導(dǎo)體的基本知識物質(zhì)按其導(dǎo)電能力的不同，將其分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三類。當(dāng)發(fā)電機正常發(fā)電時，其中點電壓使繼電器線圈通電而打開觸點，充電指示燈自動熄滅，指示充電系統(tǒng)正常工作。該繼電器控制電路用于自動控制充電指示燈的亮起和熄滅，以提示充電系統(tǒng)工作是否正常。喇叭按鈕只通過繼電器線圈較小的電流，使喇叭按鈕觸點不容易燒壞，使用壽命得以延長。喇叭的工作電流較大，直接由喇叭按鈕控制，其觸點很容易燒壞。1．繼電器的工作原理（1）繼電器的保護工作原理繼電器用作保護的電路原理如圖121所示。檢測機構(gòu)的作用是接收外界輸入信號并將信號傳遞給中間機構(gòu)；中間機構(gòu)對信號的變化進行判斷、物理量轉(zhuǎn)換、放大等；當(dāng)輸入信號變化到一定值時，執(zhí)行機構(gòu)（一般是觸頭）動作，從而使其所控制的電路狀態(tài)發(fā)生變化，接通或斷開某部分電路，達到控制或保護的目的。繼電器在汽車中主要起著控制和保護電路的作用。由于變壓器一、二次側(cè)之間是交流耦合，直流斷路的，如果變壓器兩繞組之間發(fā)生短路，會造成直流電壓直通，可用萬用表檢測出來。（3）短路檢查 高頻變壓器的局部短路要用專門測量儀器判斷。音頻和電流變壓器由于線圈圈數(shù)較多，直流電阻可達幾百歐至幾千歐以上。圖119 變壓器的符號 圖120變壓器外形3．變壓器的檢測方法（1）外觀檢查 外觀檢查包括能夠看見摸得到的項目，如線圈引線是否脫焊，絕緣材料是否燒焦，機械是否損傷和表面破損等。（2）按變壓器使用頻率分 有高頻變壓器、中頻變壓器和低頻變壓器。如電子線路中的輸出變壓器、耦合變壓器。三、變壓器變壓器是一種交流電壓變換成頻率相同而電壓不同的靜止電器設(shè)備，在汽車電子線路中應(yīng)用十分廣泛。因此，現(xiàn)代汽車電氣設(shè)備特別強調(diào)蓄電池的連接要可靠。電感也是一種有“記憶”功能的元件，其磁場能量的大小與電感量和通過電感的電流的關(guān)系如下： （122）3．汽車電路中電感特性應(yīng)用（1）點火線圈儲存點火能量點火線圈初級繞組通電時，將電源的電能變?yōu)榇艌瞿芰浚⒃诔跫壚@組斷電時，再轉(zhuǎn)換為火花塞電極的點火能量。這一特性稱為電感的動態(tài)特性，故電感元件也稱為動態(tài)元件。2．電感器的電壓、電流特性如圖118所示，當(dāng)通過線圈的電流發(fā)生變化時，由于穿過線圈的磁通也相應(yīng)地發(fā)生變化，因此在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，以表示，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，有 （121）圖118電感元件及其表示符號式（121）就是電感元件的特性方程式。（2）按繞制方式不同分 有單層線圈、多層線圈、蜂房線圈等。電感器的外形示意圖如圖117所示。在調(diào)諧、振蕩、耦合、匹配、濾波等電路中都是重要元件。三、電感元件的基本特性電感器是用漆包線在絕緣骨架上繞制而成的一種能夠存儲磁場能量的電子元件。（2）電容吸收高頻波一些電子點火系統(tǒng)的點火線圈處接一個電容，用以吸收點火系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻振蕩波，以減小對無線電的干擾。電容是一種有“記憶”功能的元件。式（119）還表明了電容元件的一個重要特性，即：如果電容的電流為有限值，則電容兩端的的電壓只能連續(xù)變化而不能躍變。（2）按電容器介質(zhì)材料分 有電解電容器、有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器三大類。電容器的外形示意圖及有關(guān)圖形符號如圖114所示。利用電容器充、放電和隔直、通交特性，在電路中常用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換等。二、電容元件的基本特性 電容器簡稱電容，它由兩個極板及它們之間的介質(zhì)組成。（2）接觸不良造成電壓降點火開關(guān)、線路連接端子及蓄電池導(dǎo)線接頭等接觸不良，就會具有一定的接觸電阻，接觸電阻產(chǎn)生的電壓降會使用電設(shè)備的電壓降低，電流減小，造成用電設(shè)備工作不正?；虿荒芄ぷ?。 (a) (b) 圖114 電阻元件及伏安特性應(yīng)當(dāng)指出，式（117）適用于電壓與電流的參考方向是關(guān)聯(lián)方向，如果是非關(guān)聯(lián)方向，則歐姆定律應(yīng)寫成。（2）按電阻的用途分 用通用電阻、精密電阻、高阻電阻、高壓電阻和高頻電阻等。電阻的外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖113所示。電阻器簡稱電阻，它是電路元件中應(yīng)用最廣泛的一種，其質(zhì)量的好壞對電路工作的穩(wěn)定性有極大影響。為了更好地理解磁路及其基本物理量，把磁路與電路的有關(guān)物理量一一對應(yīng)，如表11中。實驗可知，鐵心中的磁通與通過線圈的電流、線圈匝數(shù)、磁路的截面積”及磁導(dǎo)率成正比，與磁路的長度成反比，即 （116）（116）圖112 磁路式中，稱為磁通勢，由此而產(chǎn)生磁通；稱為磁阻，是表示磁路對磁通具有阻礙作用的物理量。常見的磁路如圖111所示，磁路中的磁通由勵磁電流產(chǎn)生，經(jīng)過鐵心和空氣隙而閉合，如圖111（a）、（b）；也可由永久磁鐵產(chǎn)生，如圖111（c）。二、磁路的概念及基本定律磁路就是磁通通過的路徑。它的物理量單位是：。在電工技術(shù)中，用簡單的形式來計算出某一區(qū)域的磁場強度，雨要計算主的磁感應(yīng)強度，則可用公式來表示： （115）式中，為該點處的物質(zhì)磁導(dǎo)率。（4）磁場強度磁感應(yīng)強度的計算在實際中往往很難求得，因為它不僅與電流、導(dǎo)體的形狀、位置有關(guān)，而且還與物質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)。鐵磁材料的磁導(dǎo)率是真空的幾百倍，它能使磁場大大增強，故而通電線圈一般都繞在鐵磁材料制成的鐵芯外，這樣就能以較小的電流產(chǎn)生較強的磁場，使線圈的圈數(shù)、體積、重量減小。為了衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁性能而引入了磁導(dǎo)率這個物理量，用符號表示，它的物理單位是亨／米（）。1相當(dāng)于。秒，通常稱為韋伯（）。如果用磁感應(yīng)線來描述磁場，使磁感應(yīng)線的疏密反映磁感應(yīng)強度的大小，則通過某一面積的磁感應(yīng)線的總數(shù)就反映通過該面積的磁通的大小，通過垂直于磁場方向的單位面積的磁感應(yīng)線數(shù)目就反映該點的磁感應(yīng)強度的大小。 如果磁場內(nèi)各點的磁感應(yīng)強度的大小相等，方向相同，則這樣的磁場稱為均勻磁場。 （113）磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉（）。 磁感應(yīng)強度是表示磁場內(nèi)某點的磁場強弱和方向的物理量，它是一個矢量?？梢?，