劳动第三版电子电路基础教案.doc

电子电路基础 科课时计划 §第1章 常用半导体器件 §1-1 晶体二极管 § 旧课回顾 同学们还记得上学期我们有没有学过半导体器件? 我们学习过那些晶体管？ 自然物质的铁和铜与塑料、玻璃在导电性能方面有何区别？ § 教学目的 （5分钟） 了解本征、杂质半质体的导电特性及PN结中截流子的运动； 掌握半导体的伏安特性及其主要参数，理解稳压管的原理及应用，了解PN结的电容效应。 一、半导体的基础知识 1.什么是半导体 导体：铁、铝、钢（金属材料） 按导电能力分 绝缘体：木（塑料、木材、陶瓷等） 硅Si 半导体：导电介于导体与绝缘体之间 锗Ge 2.本征半导体 本征半导体--化学成分纯净的半导体。 自由电子（带负电，可移动） 内部存数量相等的两种截流子 空穴（带正电，不可移动） 3.杂质半导体 在纯净半导体（本征半导体）中掺入微量合适的杂质元素，可使半导体的导电能力大大增强。 杂质半导体分： （1）N型半导体-又称电子型半导体，其内部自由电子数量多于空穴数量，即自由电子是多数截流子（多子），空穴是少数截流子（少子）。（负电多于正电） （2）P型半导体-又称空穴型半导体，其内部空穴是多数截流子，自由电子是少数截流子。（正电多于负电） 二、晶体二极管的结构和特性 1.二极管的结构和符号 采用掺杂工艺，使硅或锗晶体的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体区，在它们的交界面就形成PN结。 2.二极管的单向导体性 PN结具有单向导体性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。 （1）加正向电压时二极管导通 备 注 电子电路基础 科课时计划 二极管正偏时，内部呈现较小的电阻，可以有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。 （2）加反向电压时二极管截止 二极管反偏时，内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。 3.二极管的伏安特性曲线 加在二极管两端的电压和流过二极管的电流之间的关系称为二极管的伏安特性。 （1）正向特性 （2）反向特性 三、二极管的主要参数 1.二极管的分类 （1）按材料分：硅二极管和锗二极管两大类； （2)制造工艺分：点接触型、面接触型和平面型三种； （3）用途分：普通、整流、稳压、开关、热敏、发光、光电、变容二极管等。 2.二极管的型号命名 国外晶体管型号命名与我国不同，国外以“1N”美国、“1S”日本，以1个PN结来命名，我国是以2个电极来命名二极管的。 3.二极管的主要参数 （1）最大整流电流IFM 二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，实际使用不能超过此值。 （2）最高反向工作电压URM 二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压。 （3）反向饱和电流IR 二极管未击穿时的反向电流，此值受温度影响很大。 （4）最高工作频率fM 二极管工作的上限频率. 四、二极管的简易测量（复习内容） 1．先由学生自行归纳上学期所学过的极性检测和质量好差检测方法。 2. 根据学生掌握的情况进行讲解.。 五、常用二极管 １、整流二极管 （１）单向半波整流电路:原理利用二极管的单向导电性在一个半周导通。 过程分析：当u2为正半周时，V导通，uo有输出。 当u2为负半周时，V截止，uo无输出。 备 注 电子电路基础 科课时计划 输出平均值估算：Uo=0.45U2 （2）单相全波整流电路 整流过程：当u2为正半周时，V1导通，uo有输出。 当u2为负半周时，V2导通，uo有输出。 学生思考（提问）：全波整流与半波整流结果有何不同？ 输出平均值估算：Uo=0.9U2 备 注 电子电路基础 科课时计划 2、稳压二极管（又称齐纳二极管） （1）原理：工作在硅二极管的反向击穿状态 （2）符号： 注意问题：在实际电路中，稳压管工作时电路的电流很大，所以必须在电路串联一个限流电阻。 (3)稳压管的主要参数 ①稳定电压UZ：稳压管的反向击穿电压 ②稳定电流IZ：稳压观管在稳定电压下的工作电流 ③动态电阻rZ：稳压管两端电压变化量与通过电流变化量之比。 注意问题：rZ越小，稳压管性能越好。 3、发光二极管 （1）原理：把电能转换成光能的器件。 （2）符号： 4、光电二极管（又称光敏二极管） （1）原理：利用光的照射控制PN节反向电流的大小。 （2）符号： （2）检测：