《汽车功率电子基础》课件 第3章 器件工作原理
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汽车电工电子技术(PPT36页)
在一个周期内所达到的最大
瞬时值，用大写字母加下标 m表示，如E m，Um ，Im 分 别表示电动势、电压和电流 的最大值。如图5-3所示， Um为电压最大值。
有效值是根据交流电的热效应来规定的。我们将交流电与直流 电分别通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，则把 这一直流电的数值称为这个交流电的有效值，用大写字母E，U，I 分别表示电动势、电压和电流的有效值。
在通常情况下，电容器用作滤波或隔直，电路中对电容量的精确度要求不高， 故不需测量实际电容量。但是，使用中要掌握电容器的一般检测方法。
6.电容器在汽车上的应用 在汽车电气系统中，电容器用来储存电荷，它本身不消耗电能，其储存的电荷 会在放电时返送回电路中。
1．3 电路的基本定律
1. 部分电路的欧姆定律 只有电阻而不含电源的一段电路称部分电路。 实验证明：在这一段电路
表示电流，单位是安培(A)；t表示时间，单位是秒(s)。
1.2电阻、电感和电容元件
1.电阻的基本概念 导体对电流的阻碍作用叫做电阻，用R表示。电阻是汽车电器和电子设备中 用的较多的基本元件之一。 2.电阻元件的分类 电阻元件的种类形状很多，按用途可分为限流电阻器、降压电阻器、分压 电阻器、取样电阻器、保护电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻 器等；按阻值能否调节可分为固定电阻器、可变电阻器；按制作材料可分 为碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、有机实芯电阻器等；按结构 形状不同可分为圆柱型电阻器、圆盘型电阻器和贴片型电阻器等；按功率 可分为1/16w、1/8w、1/4w、1/2w、1w、2w等额定功率的电阻；按精 确度可分为普通电阻器(±5％、±10 %、±20％等)和精密电阻器(±0.1％、 ±0.2％、±0.5％、±1％、±2％等)。
瞬时值，用大写字母加下标 m表示，如E m，Um ，Im 分 别表示电动势、电压和电流 的最大值。如图5-3所示， Um为电压最大值。
有效值是根据交流电的热效应来规定的。我们将交流电与直流 电分别通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，则把 这一直流电的数值称为这个交流电的有效值，用大写字母E，U，I 分别表示电动势、电压和电流的有效值。
在通常情况下，电容器用作滤波或隔直，电路中对电容量的精确度要求不高， 故不需测量实际电容量。但是，使用中要掌握电容器的一般检测方法。
6.电容器在汽车上的应用 在汽车电气系统中，电容器用来储存电荷，它本身不消耗电能，其储存的电荷 会在放电时返送回电路中。
1．3 电路的基本定律
1. 部分电路的欧姆定律 只有电阻而不含电源的一段电路称部分电路。 实验证明：在这一段电路
表示电流，单位是安培(A)；t表示时间，单位是秒(s)。
1.2电阻、电感和电容元件
1.电阻的基本概念 导体对电流的阻碍作用叫做电阻，用R表示。电阻是汽车电器和电子设备中 用的较多的基本元件之一。 2.电阻元件的分类 电阻元件的种类形状很多，按用途可分为限流电阻器、降压电阻器、分压 电阻器、取样电阻器、保护电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻 器等；按阻值能否调节可分为固定电阻器、可变电阻器；按制作材料可分 为碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、有机实芯电阻器等；按结构 形状不同可分为圆柱型电阻器、圆盘型电阻器和贴片型电阻器等；按功率 可分为1/16w、1/8w、1/4w、1/2w、1w、2w等额定功率的电阻；按精 确度可分为普通电阻器(±5％、±10 %、±20％等)和精密电阻器(±0.1％、 ±0.2％、±0.5％、±1％、±2％等)。
汽车电工电子技术第三章 汽车电路基础
工作任务二：掌握汽车风扇的控制原理及电路特点 1.工作描述
小王下课后，和同学来到修配车间当实习修理工，师傅老李叫小王通过测量，掌 握汽车风扇的控制原理及电路特点。
如图3-15，汽车风扇开关在LO位置 和M1位置时不能正常工作，但是在 M2和HI位置时能正常工作。
消费者认为是风扇电机的开关 问题，更换开关后，没有消除故障 现象。
第3章 汽车电路基础
❖ 学习意义 ❖ 完成本章学习后，你将能够知道汽车电路由哪几部分组成， ❖ 电路是如何控制的，使你能够更快更有效的诊断和检修电路。
❖ 学习目标
---能区别电路基本组成：电源，负载，保护装置 和接地 ---能区别不同类型的电路和电路的控制方法 ---知道电路是怎样进行正常工作的 ---应用电压，电流和电阻的关系诊断电路的故障
上述求和时，需要任意指定一个回路的 绕行方向，对于电动势，绕行方向与电 动势方向相同时，电动势取正号，反之 取负号。电阻上电流方向与回路绕行方 向一致时，电阻压降取正号，反之取负 号。 以图3-17电路说明基夫尔霍电压 定律。沿着回路abcdea绕行方向，有
能力
专业 能力
工作 方法
合作 能力
交流 能力
评价
分数
4.学习体会
序号 1 2 3 4
问题
解答
汽车电器电路的特点是什 么?
汽车电路由哪几部分组成？
汽车的各个部分的作用是 什么?
你还有哪些要求与设想?
3.2 欧姆定律（OHMS LAW）
3.2.1 部分电路欧姆定律 1.表述：
不含电源的一段电路称为部分 电路，流过导体的电流与这段导 体两端的电压成正比，与导体的 电阻成反比。这个结论称为欧姆 定律。见图3-3。 2.数学表达式：
(完整版)汽车电工电子基础课件 (1)
前一
目录
1）串联电路的特点 （1）电流处处相等。 （2）总电压等于各段分电压之和。 （3）总电阻等于串联电路中各个电阻之和。 （4）串联电路中各个电阻两端的电压与该阻值成正比。 （5）串联电路的总功率等于各电阻消耗的功率之和， 且各电阻消耗的功率与该阻值成正比。
前一
目录
2）串联电路的应用 （1）电阻串联可获得较大的电阻。 （2）电阻串联可用来限制、调节电路中的电流大小。 （3）用于降压。 （4）用电阻调压器来改变输出电压。
前一
目录
• 1.电流 • 电路中带电粒子在电源作用下有规则地定向移动而形 成电流。
• 电流方向
前一
目录
• 2.电位 • 电路中某点的电位，通常选定某一点作为参考点，把 正电荷从某点移动到参考点所作的功称为该点的电位。
• 电位与电压
前一
目录
• 小提示
在同一电路中，当选定不同的参考点时，同一 点的电位是不同的，那么，参考点应该如何确定呢？ 原则上可以任意选定，但在研究实际电场时，通常选 搭铁点为参考点，必须注意，在研究同一问题时，参 考点一经确定，各点电位也就确定了。参考点也就不 可更改了。
前一
目录
2）电功率
电功率就是电流在单位时间内所作的功，简称 功率，用符号P表示。
前一
目录
• 想一想
电气设备上通常都标有电压、电流、功率 等数值（如电灯泡上标有220V/100W），标明这 些数值有何意义？
前一
目录
四、电阻元件与欧姆定律
• 1.电阻与电阻元件 • 2.欧姆定律
前一
目录
• 1.电阻与电阻元件 1）导体电阻 2）电阻元件
电阻元件分为线性电阻和非线性电阻两种。
高职教育《汽车电工电子技术》第3章 课件
i
u U msin( t 90 )
u 超前i
2
0
3）电压电流的频率关系
2
u 、i 同频率
t
U•
4）电压电流的相量关系
i Im sin t
I I 00
•
I
相量图
u U msin( t 90 )
U U 900 U jIX L
（2）电路的功率
1）瞬时功率
p ui UI sin 2 t
u i
ui
称u 滞后 i 角。
图3-2 相位波形
【例3-2】已知正弦电压 u 100 2sin(100πt π) V。
6
（1）试指出它的最大值、有效值、相位和初相 位； （2）角频率、频率和周期各为多少？ （3）当t=0和t=0.01s时电压的瞬时值各为多少?
3.正弦量的相量表示
（1）复数及其表示
值 ，用小写字母表示: i、u、e
最大值（幅值）:正弦量在一个周期内的最大值，用带有
下标m的大写字母表示: Im、Um、Em
有效值：一个交流电流的做功能力相当于某一数值的直
流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫该交流电
流的有效值。用大写字母表示： I、U、E
有效值与幅值的关系推导如下：
设
i Im sinω t
呈感性 呈容性 呈电阻性
2. RLC串联电路的功率
（1） 瞬时功率
i
+
+
R u_ R
u
L
+
u_ L
p ui (uR uL uC )i uRi uLi uC i pR pL pC
_
C
u+_ C
耗能元件上的 瞬时功率
汽车电子基础知识 ppt课件
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6
欧姆定律
电流，电压和电阻间存在以下关系： 1:增加电压可以增大电流。2:减少电阻可以增大电流。 这种关系可归纳如下：电流与电压成正比，与电阻成反比。
由欧姆定律定义，公式：
E I=
R
E:电压（Ｖ） R:电阻（Ω） I: 电流（Ａ）
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7
电功率
电功率是电器设备在单位时间内所做的功。 它的测量单位是瓦特 (W)， 1 W是指用1 V的电压加在负荷 为1欧姆的电阻上，通过在1安培的电流一秒内所做的功。 电功率可以用以下公式计算：
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33
电的基础知识
一、电气基础 二、电子基础 三、车身电气 四、电路图
ppt课件
36
二、电子基础
电子基础
概述 半导体 二极管 三极管 热敏电阻 其他元件 逻辑电路
ppt课件
37
概述
半导体是一种电阻比良导体（比如：铜、铁）要高，但电阻 又低于绝缘体（比如：玻璃、橡皮）的一种材料。 两种常用的半导体材料是：锗、硅。用纯的锗和硅是不能作 半导体的。因此它们必须掺进杂质来提高它们的实际用途。
此时应保证电阻不带电。
ppt课件
20
4.通断检查
目的: 为了检查电路的通断。 测量方法: 将功能选择开关旋到 通断测试档，（保证 此时显示出 “ ”如不 是，按Ω 模式开关。) 将测试笔接到测试电 路。如果电路接通，蜂 鸣器会响。
ppt课件
21
5.二极管测试
目的:测试二极管。
测试方法: 将开关旋到二极管测试档 位。检测二极管两个方向 的通状态。 • 若只在一个方向是通 的，则说明二极管良好。 ② 若二极管两个方向都通 路，则二极管被击穿。 ③ 若两个方向均不通导， 说明它已开路。
汽车电工电子基础教学课件(完整版)
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电阻的换算
电阻的换算：
1MΩ＝1000KΩ；1KΩ＝1000Ω 汽车电路中，电器连接部位处出现修饰 或导线将断而未断等情况时会形成电阻， 此时会造成负载部件工作能力下降或完 全不能工作。例如蓄电池极桩连接不好 会导致起动无力甚至无法启动，此时极 桩部位会发烫。
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导体
车架 人体
东风阳光服务 温量形态； 电是电子从原子到原子的运动。
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电流、电压和电阻 在电动势（电压）的作用下，电子从导线一端流 向另一段，从而产生电流。电压是电子运动（电 流）的原因。 在水压的作用下，水从水管的一端流向另一端从 而产生水流。
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串联电路特点 总电阻是所有电阻之和 流过每个电阻的电流是相同的 每个电阻的电压降之和等于总电压 如果各个电阻的组值不相同，每个电阻两端的电 压降不同。
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串联电路特点
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串联电路计算公式
串联电路计算公式： 总电阻R=R1+R2+R3+……… 总电压U=U1+U2+U3+……… 总电流I=I1=I2=I3=…….. U1=I1×R1，U2＝I2×R2，U3＝I3×R3
原子外层电子很多，具有稳定的结构，很难形成 自由电子的物质称为绝缘体。 在足够高的电压下，电流可穿过任何物体。导线 表面绝缘体要与电路中的电压相匹配，低电压对 绝缘体的要求比高电压要低一些。
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导体和绝缘体
汽车导线的外皮
绝缘体
起动机的外壳
车身表面的油漆 玻璃
电阻的换算
电阻的换算：
1MΩ＝1000KΩ；1KΩ＝1000Ω 汽车电路中，电器连接部位处出现修饰 或导线将断而未断等情况时会形成电阻， 此时会造成负载部件工作能力下降或完 全不能工作。例如蓄电池极桩连接不好 会导致起动无力甚至无法启动，此时极 桩部位会发烫。
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电流、电压和电阻 在电动势（电压）的作用下，电子从导线一端流 向另一段，从而产生电流。电压是电子运动（电 流）的原因。 在水压的作用下，水从水管的一端流向另一端从 而产生水流。
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串联电路特点 总电阻是所有电阻之和 流过每个电阻的电流是相同的 每个电阻的电压降之和等于总电压 如果各个电阻的组值不相同，每个电阻两端的电 压降不同。
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串联电路特点
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串联电路计算公式
串联电路计算公式： 总电阻R=R1+R2+R3+……… 总电压U=U1+U2+U3+……… 总电流I=I1=I2=I3=…….. U1=I1×R1，U2＝I2×R2，U3＝I3×R3
原子外层电子很多，具有稳定的结构，很难形成 自由电子的物质称为绝缘体。 在足够高的电压下，电流可穿过任何物体。导线 表面绝缘体要与电路中的电压相匹配，低电压对 绝缘体的要求比高电压要低一些。
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导体和绝缘体
汽车导线的外皮
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起动机的外壳
车身表面的油漆 玻璃
汽车电工电子基础PPT课件
设计意图：为了巩固学生欧姆定律应用，操作熟练，今 后工作中巧妙使用教学注重了科学探究，培养了学生的探究精神、实践能力以 及创新意识。在整个教学中，通过让学生亲自动手实验，给学生的主 动探索、自主学习和提高能力留有充足的空间。将教学活动变成了学 生的研究活动和创造活动。同时通过使用多媒体技术（展示学生的电 路和电路图），帮助学生会用实验的方法探究部分电路欧姆定律和全 电路欧姆定律的区别，优化了课堂教学，提高了教学效率和质量。
的公式并它们之间的相互换成规律；
或
贴照片
式中， U I
R
电阻两端的电压，国际单位 V；
电阻中的电流， 国际单位 A；
电阻，
国际单位 。
.
11
全电路的欧姆定律
又给学生展示实验：连接如图所示的电路。在滑动变阻器的滑片向左移动 过程中，电压表显示的数字会不会发生变化？
学生以前在物理中学过，认为电池两端的输出电压不变，所以学生认为滑 片在向左移动的过程中，电流表的读数不变。可实际上电流表的读数在变大， 电压表的读数在变小。当学生们感到疑惑时，及时引导：“电流表的示数在减 小，这就说明电池的输出电压在变化，这是为什么？怎么去解释？
【例题】 如图所示电路中，已知电源的电动势E = 24V， 内阻r0 = 2，负载电阻R = 10；求：（1）电路中的 电流；（2）电源的端电压；（3）负载电阻R上的电压；
（4）电源内阻上的电压降。
解：（1）
（2） （3） （4）
I E 24 A 2A R r0 10 2
U E Ir0 24 2 2V 20V
U IR 2 10V 20V Ur Ir0 2 2V 4V
设计意图：用例题的讲解，学生进一步的掌握全电路欧姆定律。
.
的公式并它们之间的相互换成规律；
或
贴照片
式中， U I
R
电阻两端的电压，国际单位 V；
电阻中的电流， 国际单位 A；
电阻，
国际单位 。
.
11
全电路的欧姆定律
又给学生展示实验：连接如图所示的电路。在滑动变阻器的滑片向左移动 过程中，电压表显示的数字会不会发生变化？
学生以前在物理中学过，认为电池两端的输出电压不变，所以学生认为滑 片在向左移动的过程中，电流表的读数不变。可实际上电流表的读数在变大， 电压表的读数在变小。当学生们感到疑惑时，及时引导：“电流表的示数在减 小，这就说明电池的输出电压在变化，这是为什么？怎么去解释？
【例题】 如图所示电路中，已知电源的电动势E = 24V， 内阻r0 = 2，负载电阻R = 10；求：（1）电路中的 电流；（2）电源的端电压；（3）负载电阻R上的电压；
（4）电源内阻上的电压降。
解：（1）
（2） （3） （4）
I E 24 A 2A R r0 10 2
U E Ir0 24 2 2V 20V
U IR 2 10V 20V Ur Ir0 2 2V 4V
设计意图：用例题的讲解，学生进一步的掌握全电路欧姆定律。
.
《汽车电工电子基础》课件 3.1汽车基本元器件
现在，你的手中，有一组电池作为电源，还有三个小灯泡，三个电阻，和三 个开关，以及若干导线，请你绘制一个电路，让每个小灯泡串联一个保护电 阻，并且可以分别控制。
汽车工程系新能源汽车教研组
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3.汽车中的导线 （3）低压导线标注
为了安装或检修方便，汽车电路图中的低压导线、接线端子或电气元件 接线柱上常常标注一些数字或字母，熟悉和掌握它们的含义对阅读电路图有 很大的帮助。
汽车工程系新能源汽车教研组
3.汽车中的导线 2.高压导线
在汽车电路中汽油发动机的点火系统（10~15 kV）、新能源汽车的能源 系统（300~900 V）和驱动系统（300~900 V）采用高压导线。
1.汽车中的开关 2.开关的种类 （1）按工作性质分类
按工作性质的不同，开关可分为机械式和电磁式两大类。 机械式开关触点的动作是通过操作人员的手、脚或其他外力实现的；电 磁式开关触点的动作是通过电磁线圈产生的磁力实现的。 （2）按功能和用途分类
按功能和用途的不同，开关可分为电源开关、点火开关、照明开关、 信号开关、刮水器开关等。 （3）按结构分类
a）插片式
b）缠丝式
图1 c）熔管式
d）熔片式 e）插拔式
汽车工程系新能源汽车教研组
2.汽车中的电路保护装置
汽车工程系新能源汽车教研组
2.汽车中的电路保护装置 （2）易熔线
易熔线是一种截面积小于被保护导线截面积的、可长时间通过额定电流 的铜芯低压导线或合金导线。当电流超过易熔线的额定电流数倍时，易熔线 首先熔断，以确保电路或电气设备免遭损坏。易熔线常用于保护总电路或大 电流电路。易熔线的多股绞合线外包有聚乙烯护套，比常见的导线柔软，一 般长度为 50~200 mm，通过插接件接入电路，通常接在电路的起始端，即 蓄电池正极附近。
汽车电工电子基础课件
车身控制系统
包括照明系统、空调系统、门 窗系统等，提供舒适的驾乘环 境和便捷的操作体验。
新能源汽车技术
包括电池管理系统、电机控制 系统、充电设施等，推动新能 源汽车的发展和普及。
02
汽车电路基础知识
汽车电路的基本组成
电源系统
包括蓄电池、发电机及其调节器，为汽车提 供电能。
起动系统
由起动机、起动继电器等组成，用于启动发动 机。
底盘控制系统
包括制动防抱死系统（ ABS）、牵引力控制系统 （TCS）等，通过电子控 制技术实现对车辆行驶过 程中的稳定性、安全性和 舒适性的控制。
车身控制系统
包括自动空调、电动车窗 、中控门锁等，通过电子 控制技术实现对车身附件 的便捷操作和智能化管理 。
信息娱乐系统
包括音响、导航、车载电 话等，通过电子控制技术 实现对车内娱乐和信息的 集成化管理，提升驾驶乐 趣和乘坐体验。
点火系统
在汽油机中，由点火线圈、火花塞等组成，用于 点燃混合气。
照明与信号系统
包括前照灯、转向灯、制动灯等，用于提供照明和 指示车辆状态。
仪表与报警系统
包括各种仪表和报警装置，用于显示车辆状态和 故障信息。
辅助电器系统
包括风窗刮水器、风窗洗涤器、空调等，提供舒适的驾 驶环境。
汽车电路的工作原理
电流流向
控制。
05
汽车电工电子实验与实训
汽车电工电子实验的目的与要求
1 2
掌握汽车电工电子基础知识
通过实验，使学生掌握汽车电路、电子元件、传 感器等基础知识。
培养实践操作能力
要求学生能够独立完成实验，培养实践操作能力 。
3
提高分析问题和解决问题的能力
通过实验，提高学生分析问题和解决问题的能力 。
汽车电工与电子基础第三版ppt课件(完整版)
1.2.3 电阻
• 利用先进的制造技术，如真空蒸发法、溅射法，将导电物质或半导体物质 于高真空中蒸发，喷涂在陶瓷棒表面形成很薄的金属薄膜，再覆以塑胶保 护绝缘就可制成同轴圆筒形金属膜电阻器，如图 1—8 所示。
1.2.3 电阻
• 目前，随着电子产品 轻量化需求的增加， 除了传统的圆筒形电 阻器之外，芯片电阻、 网络状的集成电阻器 也越来越多。
• 以图 1—31 为例说明，节点 a 上有 3 股电流流过，分别为 I1、I2 及 I3。由基 尔霍夫电流定律，可知，流入节点 a 的电流 I1 必等于流出电流 I2 和 I3，即：
1.6 电容器及其充放电
• 电容是指两片导体间所具有储存电量的能力。
• 电容器在电路中具有三种基本功能： • （1）充电：储存电能。 • （2）放电。 • （3）控制电路：如滤波、耦合电路。
• 影响电容量大小的因素有 3 个：
• （1）极板面积：正负极板面积越大，则电容量也越大。 • （2）两板间的距离：距离越小，电容量越大。 • （3）介电物质的材料：绝缘性越好，则电容量也越大。
1.6 电容器及其充放电
• 电容器在电子电路中的重要性不仅只是储存电能或放出电能，电容器所具 有的容抗也是一项实用的特性。容抗以 Xc 代表，Xc 的大小与所加电压的 频率成反比
1.5.1 基尔霍夫电压定律
• 基尔霍夫电压定律指出：在电路中所 有电压降的总和等于电源电压。
• 下面以图 1—30 为例来说明，在电路 的封闭回路中，一定方向下电压的升 高，必相等于沿此方向的电压降。
• 基尔霍夫电压定律的公式为：
1.5.2 基尔霍夫电流定律
• 基尔霍夫电流定律指出：流入电路中 任何一个节点的电流和必等于流出该 节点的电流和。
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汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.1 功率二极管－问题
1）功率二极管的工作频率相关的主要因素是 （A）工作电流 （B）反向恢复电荷 （C）工作电压 （D）结温
2）为什么？
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.2 功率晶体管
（1）结构 （2）电流放大 （3）输出特性 （4）击穿特性 （5）开关特性 （6）安全工作区 （7）典型应用
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.2 功率晶体管－结构
双极晶体管BJT
NPN
PNP
特点：
功率晶体管
杂质浓度：E最高、B次之、 C最低；
少子和多子均参加电流传 输工作；
基极电流控制方式，电流 放大。
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.2 功率晶体管－工作原理
特点： E区发射电子并注入B区； B区传输电子并少量复合； C区收集电子。
/W
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.1 功率二极管
（1）结构 （2）瞬态 （3）模型 （4）参数 （5）应用
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.1 功率二极管－结构
重掺杂的p+型区 一般掺杂的p型区 轻掺杂的n-型区 重掺杂的n+型区
高 击穿电压
低接触电阻
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.2 功率晶体管－输出特性
II
III
特点：
I 共射极输出特性曲线
Ⅰ区, 截止状态；
Ⅱ区，非饱和区，电导调制效应；
Ⅲ区，饱和区，电流温度，放大电流随基极电流增大而提高。
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.2 功率晶体管－击穿特性
一次击穿 当集电极反向偏置电压增大到某一数值时，集电极电流急 剧增加，出现击穿现象，称为晶体管的一次击穿。
初始期
半控期
全控期
水银汞 弧整流
器
水银汞 弧可控 整流器
GTO
IGCT
功率电子技术的发展史是以功率半导体器件的发展史为纲的。
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
功率半导体器件引言－器件比较
功 率
开关频率/ Hz
*R.Uchida and T.Yamada, Power electronics for high-power applications in the 21st century, IEEE2000。
3.1 功率二极管－反向恢复特性
指标
特点： 反向恢复电荷区； 反向电流峰值后至稳定； 整流功率二极管的反向 恢复过程时间可达us级； 电荷存储效应。
汽车功率电子基础 — 第3章 器件工作原理
3.1 功率二极管－模型
iD
I
s
exp
uD nUT
1
式中： Is—反向饱和电流； UT—温度的电压当量； n—非理想化因子。
特点：
延迟时间td 上升时间tr 存储时间ts 下降时间tf 开通时间ton 关断时间toff
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3.2 功率晶体管－安全工作区
Ic / A I cm Pcm
BVceo ce / V
安全工作区SOA
功率晶体管工作可靠而不发生损坏的工作电流和电压区域。通常指电流 极限线、电压极限线、最大功耗线、二次击穿线所限定的区域。
二次击穿 集电极发生一次击穿后，集 电极反向偏压进一步增大， 集电极电流增大到某一临界 值时，晶体管的集电极－发 射极电压突然降低，然而集 电极电流继续增长，这个现 象称为晶体管的二次击穿。 可能为热击穿或雪崩击穿， 造成晶体管的毁坏。
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3.2 功率晶体管－开关特性
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3.1 功率二极管－参数
正向导通平均电流IFAV
导通阈值VTO
正向导通有效值电流IFRMS 正向导通压降VF
可重复反向峰值电压VRRM 反向饱和电流IRD
最高工作结温Tj
反向恢复电流峰值IRRD
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3.1 功率二极管－曲线
3.1 功率二极管－动态特性
2个过程：正向恢复、反向恢复； 2个效应：电导调制、电荷存储。
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3.1 功率二极管－正向恢复特性
特点： 电压尖峰后下降至稳定； 电流无超调上升至稳定； 动态过程时间可达ns级； 电导调制效应。
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功率半导体器件引言
➢ 器件特点 ➢ 发展历史 ➢ 器件比较
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功率半导体器件引言－器件特点
➢ 功率半导体器件的特点
（1）功率远大于一般用于信号处理的电子器件； （2）具有处理大电流或高电压的能力； （3）开关工作（一般小于100kHz）； （4）需要由信息电子电路来控制； （5）散热大，需要散热装置。
➢ 功率半导体器件的分类
不可控器件、半控型器件、全控型器件。
控
检测电路
制 电
驱动电路
路
保护电路
主控电路
电气隔离 主电路
功率半导体器件的电路作用
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功率半导体器件引言－发展历史
电子 真空管
晶体管
晶闸管
Power MOSFET
IGBT SiC/GaN
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 t/年
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3.2 功率晶体管－典型功率晶体管参数
漏电流
集电极发射极饱和电压 输入电流 输入电压
开关时间
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3.2 功率晶体管－问题
1）如果一只功率晶体管 的请通问态根时据间图为示开tsat关(on)时， 间，功率晶体管的最 大工作频率是多少如 何计算？
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3.3 晶闸管
（1）SCR基本结构 （2）SCR工作原理 （3）SCR伏安特性 （4）SCR开关特性 （5）GTO介绍 （6）重要参数 （7）小结
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第3章 器件工作原理
讲师：XXX
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目录
功率半导体器件引言 3.1 功率二极管 3.2 功率晶体管 3.3 晶闸管SCR 3.4 功率MOSFET 3.5 绝缘栅双极晶体管IGBT 3.6 宽禁带器件
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