淺談汽車控制模塊中的二極管、三極管及場效應管

廣東省東莞市商業學校 許 星

2 0 21年7月河南省多地出現持續性強降水天氣，導致大量車輛被水浸泡，這些水淹車的控制模塊成為主要維修對象。本文淺談汽車控制模塊中的二極管、三極管及場效應管的類型及相關測量，為汽車控制模塊的維修提供參考。

1 二極管

二極管在電路中的作用是單向導通，電流從二極管正極流向負極，正向導通、反向截止。汽車控制模塊中的二極管如圖1所示。

圖1 汽車控制模塊中的二極管

1.1 汽車控制模塊中常見的二極管

（1）反向隔離二極管。電流從反向隔離二極管正極流入負極流出經過負載構成回路，電流是有去無回，只進不出。如在帶有缸內直噴系統的發動機控制模塊中，升壓電路會把12 V電壓升高到65 V左右驅動噴油器工作，如果沒有反向隔離二極管，65 V電壓可能導致相關電子元件的損壞。

（2）瞬態抑制二極管。這種二極管是反向并聯在電源正負極之間，如果電源正負極不接反，該二極管不工作。當電源正負極接反，該二極管導通，串聯在電源正極上的熔絲就會熔斷，保護汽車控制模塊中的其他電子元件，此外該二極管還具有過壓保護的作用。

（3）續流二極管。續流二極管一般并聯在線圈的兩端，續流二極管在繼電器中的應用如圖2所示。線圈通過電流時，會在其兩端產生感應電動勢，當電流消失時，其感應電動勢會對電路中的電子元件產生反向電壓，當反向電壓高于電子元件的反向擊穿電壓時，會導致三極管、場效應管等電子元件損壞。續流二極管并聯在線圈兩端，當流過線圈的電流消失時，線圈產生的感應電動勢通過續流二極管和線圈構成的回路做功而消耗掉，從而保護電路中的其他電子元件。

圖2 續流二極管在繼電器中的應用

（4）發光二極管。發光二極管可以發出不同顏色的光，一般應用在汽車儀表或一些按鍵上，其工作電流一般為20 mA～60 mA，有的工作電流可以超過100 mA。紅色發光二極管的電壓降為1.6 V～2.2 V、黃色發光二極管的電壓降為1.8 V～2.0 V。汽車上的電源為12 V或24 V，如果該電壓直接加在發光二極管的兩端，將造成發光二極管損壞，因此一般通過串聯分壓的方式降低發光二極管的電流，汽車儀表中的發光二極管如圖3所示。

圖3 汽車儀表中的發光二極管

1.2 二極管的測量

根據二極管正向導通、反向截止的特點，利用萬用表的二極管擋位進行測量，萬用表的紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負極，正向導通電壓在0.3 V～0.7 V，反向截止時顯示的數值應該是無窮大，二極管的測量如圖4所示。

圖4 二極管的測量

2 三極管

2.1 三極管的類型

三極管按照類型可分為NPN型和PNP型，它有3個極分別是基極、發射級和集電極，三極管的類型如圖5所示。

圖5 三極管類型

汽車控制模塊中的三極管一般作為開關使用，主要應用在汽車儀表控制模塊和車身控制模塊中。汽車儀表控制模塊中的三極管如圖6所示。

圖6 汽車儀表控制模塊中的三極管

2.2 三極管的測量

通過對三極管的測量，可以確定三極管是PNP型三極管還是NPN型三極管，并且還可區分基極、發射極和集電極。三極管的測量方法：把萬用表置于二極管擋位，先假設三極管中的一極是基極，把紅表筆放在假設的基極上，用黑表筆分別去測量其余2個極，如果2次的測量結果均在0.5 V～0.7 V，說明這個三極管是NPN型三極管，假設的那個極是基極，2次測量中數值大的極是發射極，剩下的極是集電極。如果測量2次后，沒有出現0.5 V～0.7 V的電壓，可以移動紅表筆的位置到另外2個極上，再分別測量4次，通過6次測量就可確定三極管的類型和極性。如果測量6次還是沒有出現0.5 V～0.7 V的電壓，說明這個三極管不是NPN型三極管，而是PNP型三極管。對于PNP型三極管，測量方法和測量NPN型三極管一樣，只不過是黑表筆代替剛才的紅表筆放在基級上，還是按照上述方法進行測量。三極管的測量如圖7所示。

圖7 三極管的測量

3 場效應管

場效應管在汽車控制模塊中通常用于點火線圈、氧傳感器加熱和其他執行器的控制，汽車控制模塊中的場效應管如圖8所示（圖中黑色電子元件為場效應管）。

圖8 汽車控制模塊中的場效應管

雖然汽車控制模塊中的三極管和場效應管都是作為開關使用，但是兩者主要有以下區別：三極管是電流控制型電子元件，而場效應管是電壓控制型電子元件；場效應管輸入電阻遠大于三極管輸入電阻；場效應管是單極型器件，而三極管是雙極性器件；場效應管受溫度的影響小。

3.1 場效應管的分類及應用

（1）場效應管的分類。場效應管的分類如圖9所示。

圖9 場效應管的分類

（2）場效應管的應用。發動機點火驅動電路中使用的是絕緣柵型N溝道增強型場效應管，當場效應管導通時，初級繞組導通；當場效應管斷開時，初級繞組斷開，次級繞組產生高電壓后擊穿火花塞。在氧傳感器加熱電路中，場效應管的閉合由CPU控制，閉合時，氧傳感器加熱線圈形成回路而加熱氧傳感器，使氧傳感器迅速升溫到300 ℃以上。

3.2 場效應管的測量

測量點火驅動電路中的場效應管時，可以采用VI曲線測試儀測量，紅表筆接場效應管的漏極，黑表筆接場效應管的源極，VI曲線測試儀呈現一條二極管特性曲線（為了防止場效應管損壞，一般在場效應管的漏極和源極上并聯續流二極管），如圖10（a）所示；當供給柵極5 V電壓時，VI曲線測試儀呈現導通時的特性曲線（一條垂直豎線），說明場效應管正常，如圖10（b）所示。

圖10 場效應管的測量