《模拟电子技术》教案六章七章 -.doc

河北能源职业技术学院 2015—2016学年第二学期《电工电子技术》学科 授课教案 系（部）机电系 总学时 168 专 业 自动化、机电一体化 班 级机电一体化 已授学时 60 本学期计划学时108 任课教师 杨艳玲 教 研 室 自动化教研室 日 期 2016.2.20 第6章 二极管和晶体管 【内容提要】本章主要阐述半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、光电器件等基本结构和基本特性以及主要参数。 【教学重点】半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、光电器件等基本结构和基本特性 【教学难点】半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、光电器件等基本结构和基本特性 【课时分配】4学时教学 【课后分析】本章为基础部分，在讲授过程中注重实例分析，这样才有助于学生对器件的基本结构和特性有更进一步的理解和应用。习题课上注重一题多解法和比较法。他们对这一章的掌握程度较为熟练，这为下一张章的内容打下了较为坚实的基础。 河北能源职业技术学院教案 课程名称：电工电子技术及技能训练 任课教师：杨艳玲 授课时间 第1周 第1讲 本讲课题 模拟电子技术部分 模块六 半导体器件 教学目的 要求 1、掌握半导体的特性 2、了解稳压管的结构、工作原理 3、掌握掌握特性曲线、主要参数和应用; 4、了解PN结的单向导电性 教学重点 难 点 重点：掌握半导体主要特性、主要参数的含义，掌握各元件的应用。 难点：PN结的单向导电性 教学方法 与 教具应用 讲授（举例法） 复旧引新 家用电器的一些半导体器件 本讲小结 与 作业 P263——1、2、3、4、5、11、14、19 第9章 二极管和晶体管 我们这一章要了解的概念有：本征半导体、P型半导体、N型半导体及它们各自的特征。 物质为什会导电. 物质的导电性是由原子结构决定的，一般只有低价元素才导电，像：铁、铜、铝等金属。它们的最外层电子受原子核的束缚力很小，因而很容易脱离原子核的束缚变成自由电子。在外电场的作用下，这些自由电子会产生定向移动，就会产生电流，这样物质就具有了导电性。 高价元素的最外层电子受原子核的束缚力很强，不容易成为自由电子，因此它们的导电性很差。经常被作为绝缘体。 半导体的导电性介于导体与绝缘体之间。本征半导体 纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有：硅和锗。它们都是四价元素，原子结构的最外层轨道上有四个价电子，当把硅或锗制成晶体时，它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。在本征半导体中两种载流子的浓度很低，因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性，这种半导体被称为杂质半导体。 1.N型半导体 在本征半导体中，掺入5价元素，使晶体中某些原子被杂质原子所代替，因为杂质原子最外层有5各价电子，它与周围原子形成共价键后，还多余一个自由电子，因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是，电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数，与掺杂无关。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 在本征半导体中，掺入3价元素，晶体中的某些原子被杂质原子代替，但是杂质原子的最外层只有3个价电子，它与周围的原子形成共价键后，还多余一个空穴，因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中，自由电子是少数载流子，空穴使多数载流子。 我们通过现代工艺，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，于是这两种半导体的交界处就形成了P—N结，它是构成其它半导体的基础，我们要掌握好它的特性在形成的P—N结中，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。因为它们都是带电粒子，它们向另一侧扩散的同时在N区留下了带正电的空穴，在P区留下了带负电的杂质离子，这样就形成了空间电荷区，也就是形成了电场(自建场).它们的形成过程如图10.1，10.2所示 在电场的作用下，载流子将作漂移运动，它的运动方向与扩散运动的方向相反，阻止扩散运动。电场的强弱与扩散的程度有关，扩散的越多，电场越强，同时对扩散运动的阻力也越大，当扩散运动与漂移运动相等时，通过界面的载流子为0。此时，PN结的交界区就形成一个缺少载流子的高阻区，我们又把它称为阻挡层或耗尽层。 因此在晶体中存在两种载流子，即带负电自由电子和带正电空穴，它们是成对出现的。 四、PN结的单向导电性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。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