1.汽车电路常用器件

（1）温度越高，自由电子 --空穴对数目越多； （2）自由电子--空穴数目 相等，对外不显电性。
硅（锗）原子在晶体中的共价键排列
注意： 半导体与导体不同，内部有两种载 流子参与导电——自由电子与空穴。在 外加电场的作用下，有： I=In（电子电流）+Ip（空穴电流） 空穴导电的实质是价电子的定向移动！
1.1.1 电阻元件 电阻元件在汽车上的典型应用 （1） 热敏电阻 （2） 压敏电阻 （3） 光敏电阻

1.1.1 电容元件 1.1.2 电阻元件 1．电容的定义
电容元件是从实际电容器抽象出来的电路模型。

任何两块非常靠近的金属导体，中间隔以绝缘物质就构 成一个电容器，电容器加上电压后，两块极板上将出现 等量异号电荷，并在两极板间形成电场，储存电场能。 即：
1.2.1 半导体及PN结 2．杂质半导体

在本征半导体中有目的、有选择的掺入微量某种杂质 元素构成杂质半导体。
（1）Ｎ型半导体 （2） P型半导体
（1）Ｎ型半导体 ——杂质为少量5价元素，如磷（P）
N 型半导体的简化图示
正离子
磷原子
自由电子 自由电子——多数载流子 空穴——少数载流子
多数载 流子
（3）反向击穿特性
二极管反向电压加到一定数值时，反向电流急剧增大， 这种现象称为反向击穿。
3．二极管的主要参数 （1）最大整流电流IFM
——指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流值。
（2）最高反向工作电压URM
——指二极管不击穿时所允许加的最高反向电压，URM通 常是反向击穿电压的一半，以确保二极管安全工作。

1)电子在导体中流动时会受到一些阻碍，形成了电阻。 2)电阻元件（简称为电阻）。 电路中的元件，如不另加说明，都是指理想元件。 分析研究电路的一项基本内容就是分析电路或元件的 电压、电流及其它们的关系，即伏安关系或伏安特性。
电阻元件的伏安特性有线性和非线性之分。如果电压 与电流成正比关系 ( 图 a) ，这类电阻元件称为线性电阻元 件，它两端的电压与电流服从欧姆定律。即 u Ri (1-1)
（1）正向特性
死பைடு நூலகம்电压
硅管—— 0.5V 锗管—— 0.1V 硅管—— 0.7V 锗管—— 0.3V
正向导通压降UF
（2）反向特性
二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极 管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电 压而变化。 反向电流IR
硅管——几十μA以下 锗管——几十到几百μA
在直流电路中，当电压与电流取关联参考方向时， 电阻元件在时间t内消耗的电能为：
W Uq UIt I 2 Rt (U 2 / R)t
电阻元件消耗的电功率为：
W P UI I 2 R U 2 / R t
练习：
已知：有一220V，60W的电灯，接在220V的电源上， 求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时电阻 如每晚用3小时，问一个月消耗电能多少？ 解
若令G=1/R，则G称为电阻元件的电导。
电导的单位为西门子（S）。
i u Ri G
（1-2）
电路中电阻元件取用的功率为：
2 u p u i R i2 R
（1-4）
从上式可以看出不论 u、i 是正值还是负值， P 总是 大于零，说明电阻元件总是消耗电功率的，与电压、 电流的实际方向无关，故电阻是耗能元件。
q C u
（1-5）
电容的伏安特性：
dq du i C dt dt
（1-6）
上式表明：只有电容上的电压变化时，电容两端才有电 流。在直流电路中，电容上即使有电压，但其对时间的 变化率为0，即 i 0 ，此时电容相当于开路状态，因此 电容具有隔直通交的作用。
电容元件极板间储存的电场能量为：
—
5 10 20
1）四色环电阻
例如：红、红、红、银四环,如图所示 其表示的阻值为22×102=2200Ω ，允许偏差为±10%；
又如：绿、蓝、金、金四环，如图所示 其表示的阻值为56×10-1=5.6Ω ，允许偏差为±5%；
2）五色环电阻 精密电阻采用五个色环标志，前三环表示有效数字，第四 环表示倍率，与前四环距离较大的第五环表示允许偏差。 例如，棕、黑、绿、棕、棕五环， 其表示阻值为105×101=1050Ω =1.05kΩ ，允许偏差为±1%。 又如，棕、紫、绿、银、棕五环， 表示阻值为175×10-2=1.75Ω ，允许偏差为±1%。
四色环电阻色环各位含义
第二位 有效数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 倍乘数 ×100 ×101 ×102 ×103 ×104 ×105 ×106 ×107 ×108 允许误差% — 1 2 — — 0.5 0.2 0.1 —
白
金 银 无色
9
— — —
9
— — —
×109
×10-1 ×10-2 —
WC u i d t
0
t
u
0
1 C u d u C u2 2
（1-7）
上式说明，电容元件在某时刻储存的电场能量与元件在 该时刻所承受的电压的平方成正比。电容元件不消耗能 量，故称为储能元件。
1.1.1 电容元件 1.1.2 电阻元件

2．电容的单位
在国际单位制中，电容的单位为法拉（ F）。
图1-13 电感元件直标法
（2）色环法

在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，各色环颜色的 含义与色环电阻标志相同。单位为微亨（µH）。 例：某一电感器的色环标志依次为：棕、红、红、银， 则表示其电感量为，允许误差为。
1.1.3 电感元件 电感在汽车上的典型应用

图1-16 舌簧开关式电流传感器
1.2
其伏安特性为：
di u eL L dt
（1-9）
上式表明，只有电感上的电流变化时，电感两端才有电 压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但其对时 间的变化率为0，即 u 0，在直流电流中电感相当于短 路状态。
电感元件中储存的磁场能量为：
1 2 WL u i d t L i d i L i 0 0 2
1kΩ 10 3Ω
1MΩ 10 6 Ω

1.1.1 电阻元件 3．电阻常见的标注方法

（1）直标法
是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称 阻值。
（2）色环法
是用不同颜色的环在电阻器的表面标出标称阻值和允许 误差。
表1-1
颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 第一位 有效数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8
（3）最大反向电流IRM
——在常温下承受最高反向工作电压URM时的反向漏电 流，一般很小，但受温度影响很大。
半导体器件
1. 掌握半导体元件的结构、性能、工作原理 和特点。 2. 正确分析电子电路的工作原理。 3. 正确选择和合理使用半导体元件。 4．学会半导体二极管和三极管的测量方法。
1.2.1 半导体及PN结

半导体的特点：
导体 自然界中的物质按导电性能可以分为 半导体 绝缘体
热敏性 半导体导电特性独有的特点 光敏性 杂敏性
常用 D（Diode）表示二极管。
图中的箭 头表示正 偏时的正 向电流方 向。
分类：
按材料分 硅二极管 锗二极管
阳极 P型层 锡 支架 阴极 阴极 点接触型 面接触型 金属触丝 N 型锗 N型硅
点接触型
按结构分
面接触型
阳极 SiO2保护层
P型扩散层
2．二极管的伏安特性
即PN结的特性——单向导电性
少数载 流子
载流子数 电子数
（2）P型半导体 ——杂质为少量3价元素，如硼（B）。
空穴
P型半导体的简化图示
负离子
硼原子
多数载 流子 空穴 —— 多子 自由电子 ——少子
少数载 流子
载流子数 空穴数
注意： 无论是N型还是P型半导体都是电 中性，对外不显电性！！！
1.2.1 半导体及PN结 3．PN结的形成与特性
I P 60 0.273A U 220 U 220 R 806 I 0.273
P U2 或可用 R 2 和R 来计算 I P
一个月的用电量
W＝Pt＝60(W)××30 (h)
＝5.4kWh =5.4度电
1.1.1 电阻元件 2．电阻的单位
电阻的单位为欧姆（Ω ），简称欧。
平衡 PN结
注意：动态平衡的PN结交界面上无电流流过，即 I = 0。
（2）PN结的单向导电性
1）PN结的正向导通特性——正偏导通（P区电位高于N区） P区 多子空穴 N区 多子自由电子
外电场 + 正向电流IF U
内电场 R
所以，正偏时扩 散运动增强，漂移运 动几乎减小为0，宏观 上形成很大的正向电 流 IF 。 外电场越强，正 向电流越大，PN结的 正向电阻越小。

t

i
（1-10）
上式说明，电感元件在某时刻储存的磁场能量，与该时 刻流过的电流的平方成正比。电感元件不消耗能量，故 称为储能元件。
2．电感的单位
在国际单位制中，电感的单位为亨利（ H ）。
1 H 103 mH 106 H
1.1.3 电感元件 3．电感的标注方法

（1）直标法
将电感的主要参数用文字直接标注在电感器的外壳上， 如图1-13所示。
1.2.1 半导体及PN结
1．本征半导体
高纯度的硅和锗 都是单晶结构， 它们的原子整齐 地按一定规律排 列，原子间的距 离不仅很小，而 且是相等的。

（a）硅原子结构
（b）锗原子结构
完全纯净、原子结构排列整齐的半导体称为本征半导体。