汽车专业毕业论文

安徽机电职业技术学院

毕业论文

三极管在汽车电路中的应用

系别汽车工程系

专业汽车电子技术

班级汽电3131班

姓名许振雨

学号1604133011

指导老师田苗法老师

2015～ 2016学年第 1 学期

摘要

三极管是最重要的电子器件。如果没有三极管的发明，就没有今天的电子电路技术和微电子技术。美国科学家一制作成功世界上第一只半导体三极管，他因此而获得若贝尔奖。三极管最重要的特性之一，是可以以小电流控制大电流，使信号放大成为可能。如何实现信号放大并加以利用，这正是模拟电子技术需要研究的核心内容。

自从1904年弗莱明发明真空二极管，1906年德福雷斯特发明真空三极管以来，电子学作为一门新兴学科迅速发展起来。但是电子学真正突飞猛进的进步，还应该是从三极管发明以后开始的。尤其是PN结型三极管的出现，开辟了电子器件的新纪元，引起了一场电子技术的革命。在短短十余年的时间里，新兴的三极管工业以不可战胜的雄心和年轻人那样无所顾忌的气势，迅速取代了电子管工业通过多年奋斗才取得的地位，一跃成为电子技术领域的排头兵。

关键词：三极管；汽车；应用

目录

第一章三极管的基本知识 (4)

1.1 三极管的结构 (4)

1.2 三极管的分类 (4)

1.3 三极管的原理 (5)

1.4 三极管的参数 (7)

第二章三极管基本放大电路与开关电路 (8)

2.1 三极管基本放大电路 (8)

2.2 三极管开关电路 (9)

第三章三极管在汽车电路中的应用 (13)

3.1 带继电器的晶体管闪光器电路分析 (13)

3.2 晶体管电压调节器电路分析 (16)

3.3 汽油机用电子转速表电路分析 (20)

第四章结论 (21)

参考文献 (22)

第一章三极管的基本知识

1.1 三极管的结构

晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP 和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集结结。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。

国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。

图1-1 PNP三极管图1-2 NPN三极管

1.2三极管的分类

a.按材质分:硅管、锗管。

b.按结构分:NPN、PNP。

c.按功能分:开关管、功率管、达林顿管、光敏管等。

d.按功率分：小功率管、中功率管、大功率管。

图1-3 贴片三极管

e.按工作频率分：低频管、高频管、超频管。

f.按结构工艺分：合金管、平面管。

g.按安装方式:插件三极管、贴片三极管（图1-3所示）。

1.3三极管的原理

1.理论原理

晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。

对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e（Emitter）、基极b(Base)和集电极c(Collector)。当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。

在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向

对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。

由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，只剩下很少的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：

Ie=Ib+Ic

这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：

β1=Ic/Ib

式中：β1--称为直流放大倍数。

集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：

β=△Ic/△Ib

式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

α1=Ic/Ie

式中：α1也称为直流放大倍数，一般在共基极组态放大电路中使用，描述了射极电流与集电极电流的关系。

α=△Ic/△Ie

表达式中的α为交流共基极电流放大倍数。同理α与α1在小信号输入时相差也不大。

对于两个描述电流关系的放大倍数有以下关系

β=α/1-α

三极管的电流放大作用实际上是利用基极电流的微小变化去控制集电极电流的巨大变化。

三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。

2.放大原理

（1）发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子(自由电子）不断地越过发射结进入基区，形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散，但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度，可以不考虑这个电流，因此可以认为发射结主要是电子流。

（2）基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区形成集电极

电流Ic。也有很小一部分电子（因为基区很薄）与基区的空穴复合，扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

（3）集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子（空穴）也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用Icbo来表示，其数值很小，但对温度却异常敏感。

1.4主要参数

1.特征频率

当f=fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作。fT称作增益带宽积，即fT=βfo。若已知当前三极管的工作频率fo以及高频电流放大倍数，便可得出特征频率fT。随着工作频率的升高，放大倍数会下降。fT 也可以定义为β=1时的频率。

2.电压/电流

用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围。

3.hFE

包括三极管直流放大倍数和三极管交流放大倍数，二者近似相等，统称为三极管的放大倍数，是用来描述三极管处于放大状态时的集电极电流与基极电流的大小关系，即三极管处于放大状态时，集电极电流与基极电流的比值为直流放大倍数，集电极电流的变化量与基极电流的变化量的比值为交流放大倍数。

4.Vceo

Vceo是指当基极开路时，在集电极电源Vcc作用下，在集电极与基极之间形成的反向击穿电压，也叫集电极与发射极之间的安全电压，因为小于等于这个电压三极管不会击穿。

5.PCM

晶体管耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。耗散功率与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。硅管的结温允许值大约为150°C，锗管的结温允许值为85°C 左右。要保证管子结温不超过允许值,就必须将产生的热散发出去.晶体管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。

第二章三极管基本放大电路与开关电路

2.1三极管基本放大电路

以NPN型硅三极管为例，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十到几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R×I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

图2-1 基本放大电路原理图

三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因：首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管，常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V 时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻)，那么当一

个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib×β>Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

如果将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

但是在实际使用中要注意，在开关电路中，饱和状态若在深度饱和时会影响其开关速度，饱和电路在基极电流乘放大倍数等于或稍大于集电极电流时是浅度饱和，远大于集电极电流时是深度饱和。因此我们只需要控制其工作在浅度饱和工作状态就可以提高其转换速度。

对于PNP型三极管，分析方法类似，不同的地方就是电流方向跟NPN的刚好相反，因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。

2.2三极管开关电路

三极管开关电路工作原理解析：三极管有三种放大电路，其中共发射极放大电路是构成数字电路的基本单元。数字电路中只有两种状态，一般利用三极管截止时集电极输出的高电平表示一种状态，而用三极管饱和导通时集电极输出的低电平表示另一种状态。这就是下面要叙述的三极管开关电路的主要原理。

三极管有截止、放大与饱和三种工作状态。在数字电路中，三极管通常不是工作在饱和状态，就是工作在截止状态，这与三极管主要用作放大是完全不相同的。

在图2-2所示的电路中，当输入电压+3V时，发射结和集电结都处于反向偏置，基极电流Ib、集电极电流Ic均为零，三极管工作于截止状态。

图2-2 反向偏置图

图2-3 三极管特性曲线图

从图2-3三极管特性曲线上可知，对NPN硅管而言，只要Ib为0时，即可认为三极管已处于截止状态，电路的工作点为A点，当V=+3V时，发射结处于导通状态，此时如果不断地减小基极电阻Rb，则I随R的减小而增加，I也随Ib的增加而成比例地增加，这个比例系数称为三极管的电流放大系数a，三极管的这种工作状态称为放大状态。当Rb继续减小，I继续增加到临界状态时，此时I值称为临界饱和基极电流Ibs，相应的I值称为临界饱和集电极电流I,，即图2-4中A点到E这一区域为三极管的放大区。当三极管工作点在E点之后，I虽然继续加大，但I受电源电压E 和集电极电阻R的限制，只略有增加而不再按日的比例增加，此时三极管由放大工作状态区进入饱和工作状态区。

图2-4 饱和区电路图

由此可见，当Vb<5V时。三极管处于截止状态。集电极输出电压V。近似等于电源电压E，为高电平，当Vbe输入某高电平时，三极管处于导通饱和状态，集电极输出电压V,近似等于三极管的饱和压降，为低电平。一个实际的三极管开关电路。当输入为低电平时，由于负电源(-12V)的作用，三极管的基极电位VhCOV,保证了三极管的可靠截止，此时R上压降近似为零，V为高电平，当输入为高电平时，若R选择适当，将会使三极管饱和导通，V输出低电平。可见，这个电路完成了输出V-与输入V+的反相作用，所以又称为反相电路。

图2-5 截止时等效电路

图2-5是三极管截止时的等效电路，因此三极管能可靠地截止。输出为高电平V=+12V，实现了反相作用，输入为低电平，输出为高电平。

图2-6是三极管饱和导通的等效电路。当V=3V时，Vb=1.8V.可见三极管必然导通，且具有一定的饱和深度，所以三极管将进入饱和状态，输出为低电平，完成输入为高电平，输出为低电平的反相作用。在三极管开关电路中，还有带负载能力、抗干扰能力、开关速度、输出波形的失真等需要考虑与解决的问，在这里就不再作进一步的分析介。

图2-6 饱和导通等效电路

第三章三极管在汽车电路中的应用

3.1带继电器的晶体管闪光器电路分析

转向闪光器是现代车辆不可缺少的信号装置之一。当车辆转弯时，闪光器使前、后转向信号灯发出闪光，预示车辆的行走方向，以引起行人和来往车辆的注意，保证行车安金。显而易见，闪光器工作的好坏，直接影响交通安全，同时也影响车辆通过交叉路口时，交通民警的指挥工作。

多年来，国内外车辆均普遍采用热敏电阻丝式闪光器。它的工作原理是基于热敏电阻丝通电受热伸长和断电冷却收缩来控制触点的闭合和断开，从而使与闪光器串联的转向信号灯一亮一暗闪光。经生产实际长期考验表明，这种闪光器虽也有结构简单、体积小、重量轻、对电源极性无要求，正负极搭铁车辆均能通用等优点，但是也还存在性能不稳定，信号清晰度差，寿命短等缺点，不能满足使用要求。

图3-1 无触点式晶体闪光器

电子工业的迅速发展，为汽车电器晶体管化提供了十分有利的条件，一九六六年以来，进行了一系列晶体管闪光器的试验研究工作。通过数十次反复实验，不断改进，到目前为止，已试制出二种类型的晶体管闪光器:一种是全晶体管型无触点晶体管闪光器(图3-1)，另一种是晶体管一一电磁继电器型有触点晶体管闪光器(图3-2)。用一分为二的观点对二种闪光器进行分析后，感到它们各有各的长处，也各有各的短处。前者因其无触点，无机械运动部分，故寿命特别长，有半永久性寿命之称。但使用晶

体管等元件较多，而且对元件的参数要求较严，故目前成本较高，大量使用还受到一定的限制。

图3-2 有触电式晶体闪光器

而后者则是使用元件较少，成本较低，特别是继电器衔铁周期性地吸合和释放，发出节奏声响，还可作为闪光器工作的音响信号，更是无触点闪光器所没有的。但其最大缺点是因其触点要接通和断开较大的转向信号灯电流，故触点电寿命较短，一般为十几万次到几十万次。为了充分发挥二种晶体管闪光器的优点，弥补它们各白的缺点，最近我们又进行了有触点与无触点混合的第三种晶体管闪光器的试验研究。在这种方案中接通和断开信号灯电流，象无触点晶体管闪光器一样由作为无触点开关的大功率三极管来完成，而大功率三极管的导通与截止则由小型电磁继电器的触点来控制。因此时继电器触点的负荷电流仅为大功率三极管很小的基极电流，故触点的电寿命能获得较大的增长。感到这种晶体管闪光器无论在技术性能，还是经济指标方面都是较为满意的。下面着重对它的工作原理和技术性能进行简单介绍。

1、工作原理

本晶体管闪光器的原理线路图如图3-3所示。电阻R，和电容C，构成RC延时电路。当转向灯开关K接通信号灯1×D或2xD后，电源通过电阻P1、二极管D和信号灯，向电容C1充电，其两端电压Uc按指数函数的变化规律开始由零逐渐增长，而晶体三极管BG1是一个射极跟随器，故接在其发射极上的小型电磁继电器线圈两端的电压也就跟随Uc变化。经过一定的时间，当Uc上升到稍大于继电器的吸合电压Ur和电阻R上的压降UR之和时，继电器J就吸合，其触点闭合。触点闭合一方面供给大

功率三极管基极电流，使其导通，信号灯亮，另一方面又使C的充电停止，并开始经过电阻Rs、晶体三极管BG和电阻R放电，电容C两端电压Uc同样又按指数函数的变化规律，逐渐下降，经过一定的时间，当Uc下降到接近继电器释放电压Uv2时，继电器就释放，其触点断开。触点断开一方面断开了大功率三极管的基极电流，使其截止，信号灯灭，另一方面又使C的放电停止，开始如前所述的充电过程，以后的过程重复。因此当转向灯开关接通后，C将处于反复充电、放电状态，利用电容两端的电压变化，通过晶体管控制继电器，再由继电器触点不断接通和断开大功率三极管的基极电流，使信号灯发出闪光信号。

图3-3 晶体闪光器

为了加快触点闭合和断开的速度，保证触点可靠工作，线路中设置了由电阻R 和R组成的加速电路。在触点未闭合时，电源通过信号灯和电阻R3在R上产生一压降URz(简称加速电压)。当触点刚一闭合，加速电压就立刻消失，导致BG、集电极电流剧增，从而使继电器线圈两端电压也立刻增高，加快了触点的接通过程。相反，当触点刚一断开时，R上又立刻出现了加速电压，导致BG、集电极电流剧减，从而使继电器线圈两端电压也立刻降低，加快了触点的断开过程。

根据使用要求，司机应能通过闪光频率的变化来对前、后转向信号灯的工作进行监视。为此、线路中设置了由电阻R4,R5,R。和三极管BG组成的电位开关电路。

在信号灯正常工作时，信号灯电流在电阻R上产生的压降与大功率三极管发射结正向压降之和大于由电阻R0和R。组成的分压电路中R上的压降，这时BG发射结受正向偏置，处于导通状态。电容C通过R6,BGZ,R按正常放电速度进行放电。当信号灯有故障时(前、后转向信号灯之一或同时不工作时)，信号灯电流减小，R0上的压

降和大功率三极管发射结正向压降均减小，二者之和变为小于R0上的压降，这时BG 发射结受反向偏置，处于截止状态，因此电容C再不能通过BG进行放电，仅能通过电阻R,进行较缓慢的放电，C的放电时间增长，故使继电器的吸合时间增长(也即灯亮时间增长)，从而使闪光频率显著下降。调整R的数值，可使闪光器在信号灯故障状态下的闪频降为正常工作闪频的三分之一左右。加入二极管D的目的，是为了阻止C通过R,Rg和继电器触点进行放电，否则BG将失去对C放电过程的控制。

晶体管闪光器的大部分元件参数，图中已标出。继电器J采用JRX-13F型小型直流电磁继电器，线圈电阻为300欧姆。闪光器的额定闪频规定为70-90次/分，它可以通过调整R和C的数值来达到。

2、性能特点

归纳起来，本晶体管闪光器具有下列特点:

①工作可靠，使用寿命长。经30昼夜710小时连续试验，闪光器未发生任何毛病，工作极为可靠。在300万次闪光后，全部元件无任何损坏迹象，不用维修调整，就能继续使用。

②性能稳定，闪光信号清晰。由于闪光器的闪频和灯光的亮、灭时间主要由电阻砂电容等元件的参数来确定，而这些参数在工作过程中是稳定的，从而保证了闪光器的性能稳定。经30昼夜710小时连续试验观察，闪光信号一直非常清晰。

③具有转向信号灯工作监视。当前、后转向信号灯之一或同时因断线、断丝等不工作时，闪频将显著下降，使司机能通过安装在仪表板上的转向信号灯工作监视灯及时觉察到故障的存在。

④闪光器工作时具有音响信号。使司机在转弯后，能及时将闪光器关断，不至因注意力集中于车辆驾驶使闪光器在较长时间发出错误转向信号。

⑤工作起动时间短。转向信号灯一接通，就可立即发出闪光信号，且不受环境温度的影响。

⑥线路简单，使用元件较少，重量轻，体积较小，成本较低。特别是大功率三极管，可以使用放大倍数较低的低挡品，故成本大大降低。

⑦当闪光器外接线接错或电源极性接反时，不会损坏任何元件，保证了闪光器的使用安全。

3.2晶体管电压调节器电路分析

电子调节器有多种型式，其内部电路各不相同，但工作原理可用基本电路工作原理去理解。

1.晶体管电压调节器的特点

（1）晶体管电压调节器结构简单，重量轻。调节器上的电子元件小而轻，采用印刷电路，元件分立安装，采用压铸铝合金的散热形式，整个结构要比振动式的简单

得多。随着电子工业的迅速发展，可把晶体调节器做成25毫米见方的厚膜电路，可封装在交流发电机内部。这是发展方向，在国外已有所应用。如英国Lucas在ACR 型交流发电机中已广泛采用。

（2）工作可靠，故障少。这种调节器无触点，无绕组，无振动元件，不受机械振动的影响。不会产生振动式触点烧蚀、熔焊、绕组损坏、振动部件失灵等现象，发生故障的可能性少了。

（3）寿命长。电子元件可靠，线路参数设计合理，功率管有合理的散热结构，对突然抛负载，磁场短路具有保护线路，那么晶体调节器的寿命将完全可能大大超过振动式。

（4）由于晶体调节器是无触点的，工作过程中不产生火花，因而避免了火花对无线电波的干扰，尤其对小轿车内收音机的干扰。

任何事物都是一分为二的，对于晶体调节器也不例外。在当前电子工业的发展还不是那么普遍时，存在着成本高，品体管质量不够稳定，广大用户对它还不太了解等实际问题。因此，各有关电器厂尚未大量投入生产。

图3-4 电子调节器原理图

2.工作原理

（1）点火开关SW刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。

（2）当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB<调节器调节上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。

（3）当发电机电压升高到等于调节上限UB2时，调节器对电压的调节开始。此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。

（4）当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内，这就是外搭铁型电子调节器的工作原理。

3.内搭铁型电子调节器的基本电路

内搭铁型电子调节器基本电路的特点是晶体管VT1、VT2采用PNP型，发电机的励磁绕组连接在VT2的集电极和搭铁端之间，与外搭铁型电路显著不同，电路工作原理和结构与外搭铁型电子调节器类似。

图3-5 内搭铁式电子调节器原理图

4.电子调节器的工作特性

调节器通过三级管VT2的通断控制磁场电流，随着转速的提高，大功率三级管VT2的导通时间减小，截止时间增加，这样可使得磁场电流平均值减小，磁通减小，保持输出电压UB不变。发电机的输出电压UB、磁场电流If(平均值)随转速n的变化关系称为电子调节器的工作特性。

从电子调节器的工作特性曲线可以看出，n1为调节器开始工作转速，称为工作下限，随着发电机转速的升高，磁场电流减小。当发电机转速很高时，由于大功率三极管可不导通，磁场电流被切断，发电机仅靠剩磁发电，所以，电子调节器的工作转速上限很高，调节范围很大。

图3-6 电子调节器工作特性曲线图

5、晶体调节器的使用和维护

（1）使用中注意的几个问题:

在使用晶体调节器时，要注意该调节器的线路和接地极性是否与使用的汽车上线路和接地极性相符合。国产交流发电机都是采用负极接地的，磁场封在负极上。有些进口车_L发电机的磁场是封在正极上。使用时需要特别注意极性。接线时需特别注意，插头或引线所代表的极性，切不可错接，否则会即刻损坏调节器的管子。使用过程中，严禁突然将负载电流切断，否则也将损坏若子。检杳调节器有无故障时，不得使用兆欧表(即摇表)。

（2）故障的原因和排除:

调节器由于使用不当，或制造质量上的问题，可能出现一些故障。常见故障现象有两种:一种现象无充电电流，电压建立不起来。另一种现象是电压过高。发现故障后可将调节器从车上取下，进行检查。检查方法如下:

①用万用表检查，例:以R x 100Ω的sz档测，正负极的正反向约为10052st。正极和磁场正反向的电阻约为2052st和5001st。负极和磁场正反向电阻约为10052st，如果正极和磁场之间或正负极之间出现电阻值为零，那么有可能是TZ短路，电压控制不住。若相反，正负极、磁场和正极之间出现电阻为0，可用万用表顺线路测试，查出接触不良的部位，很可能是R烧断或T的发射极和集电极断路。若没有磁场电流，电压建立不起来，还需要进一步单独检查管子是否损坏。

②取下调节器盖，取出印刷线路板，按线路接线。合上开关，发电机转数控制在3000转/分。若发现电压高过额定值，可用一根导线短路T的基极和发射极，若电压

下降，说明TZ是好的。若短路T的基极和发射极电压不下降，T可能损坏。若T和T 管是正常的话，电压控制不住，用导线短路稳压管的两端电压下降，稳压管可能损坏。

3.3 汽油机用电子转速表电路分析

电路工作原理：该汽车发动机转速表电路由弛张振荡器、微分电路、比较放大器和电流表驱动电路组成，如图所示。弛张振荡器电路由电阻器Rl-R3、电容器Cl和单结晶体管VU组成。微分电路由电容器C3和电阻器R4、R5组成。比较放大电路由运算放大器集成电路IC、电阻器R6-lo、电容器C2、二极管VDl-VD3组成。电流表驱动电路是由电阻器Rll-Rl3、电容器C4、电位器RP、热敏电阻器RT、稳压二极管VS和晶体管V组成的电子开关电路。从分电器的断电器触头S上获取的脉冲频率信号控制着弛张振荡器和比较放大器的工作状态。当断电器触头S接通时，弛张振荡器不振荡，IC输出低电平，V处于截止状态，电流表PA无电流流过;当断电器触头S

断开时，弛张振荡器振荡工作，产生的振荡信号经C3、R5微分处埋后，经VDl、R6和VD3加至IC的正相输入端，使IC输出高电平，V导通，+l2V经V的C、E极和RP 加至电流表PA上（流过PA的电流平均值与断电器触头S所产生的脉冲频率成正比）;通过电流表PA指示出发动机的转速。

图3-7 转速表工作原理图