电子线路分析与实践教学课件ppt作者张湘洁等任务1课件课件.ppt

电子线路分析与实践 上篇 模拟电路分析与实践 教 材 目 录 任务1 小夜灯的制作 目 录 知识能力 自然界中的物质，按其导电能力可分为三大类：导体、半导体和绝缘体。易于传导电流的物质称为导体，如金、银、铜、铝等金属材料；很难传导电流的物质称为绝缘体。现代电子技术中常用的半导体材料主要有硅（Si）、锗（Ge）和化合物半导体砷化镓（GaAs）等，硅是目前最常用的一种半导体材料，其次是锗半导体材料。 利用半导体的这些特点，可以制成半导体热敏器件、光敏器件和半导体二极管、晶体管、场效应晶体管等器件。 (1)本征半导体 (2)杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体；P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。 3. PN结及其单向导电性 通过现代工艺，把一块本征半导体的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体，于是两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，称为 PN 结。 （1）PN 结的形成 由于两侧的电子和空穴的浓度相差很大，因此它们会产生扩散运动：电子从N区向P区扩散，空穴从P去向N区扩散。 1.二极管的伏安特性 伏安特性是指二极管两端的电压与流过二极管电流的关系（即电压—电流特性）曲线 。 2. 温度对伏安特性的影响 1.5 操作步骤 LOGO 任务1 小夜灯的制作 1 任务2 声控闪光电路的制作 2 任务3 热释电人体红外传感器的制作 3 任务4 电子助听器的制作 4 任务5 语音提示和告警电路的制作 5 任务6 接近开关的制作 6 任务7 低压直流电源的制作 7 教学目的 知识能力：掌握二极管的结构符号及分类，理解常用电子元器件的特性，掌握二极管电路的分析方法；掌握具有其他功能二极管应用方法。为分析实际的电子电路打下必要基础。 技能能力：掌握常用二极管的识别与测试方法。 社会能力：训练学生工程意识和良好的劳动纪律观念，自学能力。培养学生良好的语言表达能力和客观评价能力，劳动组织和团体协作能力以及自我学习和管理的素养。 1.1 半导体的基础知识 1 1.2 二极管的特性及主要参数 2 1.3 小夜灯的制作 3 任务1 小夜灯的制作 1.1 半导体的基础知识 1 物质按导电能力的不同可分为导体、半导体和绝缘体三 大类。 半导体的导电能力虽然介于导体和绝缘体之间，但半导 体的应用却极其广泛，这是由半导体的独特性能决定的： 1. 半导体的独特性能 光敏性——半导体受光照后，其导电能力大大增强； 热敏性——受温度的影响，半导体导电能力变化很大； 掺杂性——在半导体中掺入少量特殊杂质，其导电 能力极大地增强； 半导体材料的独特性能是由其内部的导电机理所决定的。 任务1 小夜灯的制作 2. 本征半导体和杂质半导体 (1)本征半导体 最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它们的共同特征是四价 元素，即每个原子最外层电子数为4个。 硅原子和锗原子的简化模型图 Si +4 Ge +4 因为原子呈电中性，所以简化模型图中的原子核只用带圈的+4符号表示即可。 任务1 小夜灯的制作 本征激发和两种载流子——自由电子和空穴 绝对零度下，本征半导体中没有可以自由移动的带电粒子。 图 1-2 本征半导体中的自由电子和空穴 任务1 小夜灯的制作 a）N型半导体 b）P型半导体 图1-3 杂质半导体结构示意图 任务1 小夜灯的制作 a）多数载流子的扩散运动 b） 内电场的形成 图1-5 PN 结的形成 任务1 小夜灯的制作 （2）PN结的单向导电性 在PN结两端加不同方向的电压，可以破坏它原来的平衡，从而使它呈现出单向导电性。 1）PN结外加正向电压。PN结外加正向电压的接法是P区接电源的正极，N区接电源的负极。这时外加电压形成电场的方向与内电场的方向相反，从而使阻档层变窄，扩散作用大于漂移作用，多数载流子向对方区域扩散形成正向电流，方向是从P区指向N区。这时的PN结处于导通状态， 2）PN结外加反向电压。此时的外加电压形成电场的方向与内电场的方向相同，从而使阻档层变宽，漂移作用大于扩散作用，少数载流子在电场的作用下，形成漂移电流，因反向电流是少数载流子形成，故反向电流很小，即使反向电压再增加，少数载流子也不会增加，反向电压也不会增加，因此它又被称为反向饱和电流。此时，PN结处于截止状态， 任务