浅谈汽车控制模块中的二极管、三极管及场效应管

广东省东莞市商业学校 许 星

2 0 21年7月河南省多地出现持续性强降水天气，导致大量车辆被水浸泡，这些水淹车的控制模块成为主要维修对象。本文浅谈汽车控制模块中的二极管、三极管及场效应管的类型及相关测量，为汽车控制模块的维修提供参考。

1 二极管

二极管在电路中的作用是单向导通，电流从二极管正极流向负极，正向导通、反向截止。汽车控制模块中的二极管如图1所示。

图1 汽车控制模块中的二极管

1.1 汽车控制模块中常见的二极管

（1）反向隔离二极管。电流从反向隔离二极管正极流入负极流出经过负载构成回路，电流是有去无回，只进不出。如在带有缸内直喷系统的发动机控制模块中，升压电路会把12 V电压升高到65 V左右驱动喷油器工作，如果没有反向隔离二极管，65 V电压可能导致相关电子元件的损坏。

（2）瞬态抑制二极管。这种二极管是反向并联在电源正负极之间，如果电源正负极不接反，该二极管不工作。当电源正负极接反，该二极管导通，串联在电源正极上的熔丝就会熔断，保护汽车控制模块中的其他电子元件，此外该二极管还具有过压保护的作用。

（3）续流二极管。续流二极管一般并联在线圈的两端，续流二极管在继电器中的应用如图2所示。线圈通过电流时，会在其两端产生感应电动势，当电流消失时，其感应电动势会对电路中的电子元件产生反向电压，当反向电压高于电子元件的反向击穿电压时，会导致三极管、场效应管等电子元件损坏。续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过续流二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护电路中的其他电子元件。

图2 续流二极管在继电器中的应用

（4）发光二极管。发光二极管可以发出不同颜色的光，一般应用在汽车仪表或一些按键上，其工作电流一般为20 mA～60 mA，有的工作电流可以超过100 mA。红色发光二极管的电压降为1.6 V～2.2 V、黄色发光二极管的电压降为1.8 V～2.0 V。汽车上的电源为12 V或24 V，如果该电压直接加在发光二极管的两端，将造成发光二极管损坏，因此一般通过串联分压的方式降低发光二极管的电流，汽车仪表中的发光二极管如图3所示。

图3 汽车仪表中的发光二极管

1.2 二极管的测量

根据二极管正向导通、反向截止的特点，利用万用表的二极管挡位进行测量，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，正向导通电压在0.3 V～0.7 V，反向截止时显示的数值应该是无穷大，二极管的测量如图4所示。

图4 二极管的测量

2 三极管

2.1 三极管的类型

三极管按照类型可分为NPN型和PNP型，它有3个极分别是基极、发射级和集电极，三极管的类型如图5所示。

图5 三极管类型

汽车控制模块中的三极管一般作为开关使用，主要应用在汽车仪表控制模块和车身控制模块中。汽车仪表控制模块中的三极管如图6所示。

图6 汽车仪表控制模块中的三极管

2.2 三极管的测量

通过对三极管的测量，可以确定三极管是PNP型三极管还是NPN型三极管，并且还可区分基极、发射极和集电极。三极管的测量方法：把万用表置于二极管挡位，先假设三极管中的一极是基极，把红表笔放在假设的基极上，用黑表笔分别去测量其余2个极，如果2次的测量结果均在0.5 V～0.7 V，说明这个三极管是NPN型三极管，假设的那个极是基极，2次测量中数值大的极是发射极，剩下的极是集电极。如果测量2次后，没有出现0.5 V～0.7 V的电压，可以移动红表笔的位置到另外2个极上，再分别测量4次，通过6次测量就可确定三极管的类型和极性。如果测量6次还是没有出现0.5 V～0.7 V的电压，说明这个三极管不是NPN型三极管，而是PNP型三极管。对于PNP型三极管，测量方法和测量NPN型三极管一样，只不过是黑表笔代替刚才的红表笔放在基级上，还是按照上述方法进行测量。三极管的测量如图7所示。

图7 三极管的测量

3 场效应管

场效应管在汽车控制模块中通常用于点火线圈、氧传感器加热和其他执行器的控制，汽车控制模块中的场效应管如图8所示（图中黑色电子元件为场效应管）。

图8 汽车控制模块中的场效应管

虽然汽车控制模块中的三极管和场效应管都是作为开关使用，但是两者主要有以下区别：三极管是电流控制型电子元件，而场效应管是电压控制型电子元件；场效应管输入电阻远大于三极管输入电阻；场效应管是单极型器件，而三极管是双极性器件；场效应管受温度的影响小。

3.1 场效应管的分类及应用

（1）场效应管的分类。场效应管的分类如图9所示。

图9 场效应管的分类

（2）场效应管的应用。发动机点火驱动电路中使用的是绝缘栅型N沟道增强型场效应管，当场效应管导通时，初级绕组导通；当场效应管断开时，初级绕组断开，次级绕组产生高电压后击穿火花塞。在氧传感器加热电路中，场效应管的闭合由CPU控制，闭合时，氧传感器加热线圈形成回路而加热氧传感器，使氧传感器迅速升温到300 ℃以上。

3.2 场效应管的测量

测量点火驱动电路中的场效应管时，可以采用VI曲线测试仪测量，红表笔接场效应管的漏极，黑表笔接场效应管的源极，VI曲线测试仪呈现一条二极管特性曲线（为了防止场效应管损坏，一般在场效应管的漏极和源极上并联续流二极管），如图10（a）所示；当供给栅极5 V电压时，VI曲线测试仪呈现导通时的特性曲线（一条垂直竖线），说明场效应管正常，如图10（b）所示。

图10 场效应管的测量