2022年电子技术第一章教案 .pdf

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1、名师精编优秀教案课题1.1 半导体二极管课型新课授课班级授课时数2 教学目标1熟识二极管的外形和符号。2掌握二极管的单向导电性。3理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。教学重点二极管的单向导电性。教学难点二极管的反向特性。学情分析教学效果教后记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页名师精编优秀教案新课A引入自然界中的物质，按导电能力的不同，可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，那就是半导体。B新授课1.1半导体二极管1.1.1什么是半导体1半导体：导电能力随着掺入杂质、输

2、入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。2载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。（ 1）自由电子：带负电荷。（ 2）空穴：带正电荷。特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。3N 型半导体：主要靠电子导电的半导体。即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。4P 型半导体：主要靠空穴导电的半导体。即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。1.1.2PN 结1PN 结：经过特殊的工艺加工，将P 型半导体和N 型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN 结。2实验演示（ 1）实验电路（ 2

3、）现象所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。（ 3）结论PN 结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN 结的单向导电性。3反向击穿： PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为 PN 结的反向击穿。4热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN 结烧坏，称为热击穿。5结电容（讲解）（ 引 入 实验电路，观察现象）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页名师精编优秀教案PN 结存在着电容，该电容称为PN 结的结电容。1.1.3半导体二极管利用 PN 结的单向导电性，可以用来制造一种

4、半导体器件半导体二极管。1半导体二极管的结构和符号（ 1）结构：由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a） 、面接触型（如图 b）和平面型（如图c） 。（ 2）符号：如图所示，箭头表示正向导通电流的方向。2二极管的特性二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。（ 1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）（展示各种二极管）（引导分析伏安特性）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页名师精编优秀教案 死区： 当正向电压较小时，

5、正向电流极小， 二极管呈现很大的电阻，如图中 OA段，通常把这个范围称为死区。死区电压：硅二极管0.5 V 左右，锗二极管0.1 V 0.2 V。 正向导通：当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。导通电压：硅二极管0.6 V0.7 V，锗二极管0.2 V 0.3 V。（ 2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压） 反向饱和电流：当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。 反向击穿：若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。普通二极管不允许出现此种状态。由二极管的伏安特性可知，二极

6、管属于非线性器件。3半导体二极管的主要参数（ 1）最大整流电流FI ：二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。（ 2）最高反向工作电压RMV：二极管正常使用时允许加的最高反向电压。（讲解）练习1晶体二极管加一定的_电压时导通，加_电压时 _，这一导电特性称为二极管的_特性。2二极管导通后，正向电流与正向电压呈_关系，正向电流变化较大时，二极管两端正向压降近似于_，硅管的正向压降为_V，锗管约为 _V 。小结1PN 结具有单向导电性。2用 PN 结可制成二极管。符号如图所示。3二极管的伏安特性分正向特性和反向特性两部分。布置作业P22 习题一1- 1，1- 2，1- 3， 1- 4， 1- 5

7、。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页名师精编优秀教案课题1.2半导体三极管课型新课授课班级授课时数2 教学目标1掌握三极管的结构、分类和符号。2理解三极管的电流放大作用。3掌握三极管的基本连接方式。教学重点三极管的结构、分类、电流放大作用。教学难点三极管的电流放大作用。学情分析教学效果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页名师精编优秀教案教后记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6

8、页，共 20 页名师精编优秀教案新课A引入在半导体器件中，有一种广泛应用于各种电子电路的重要器件，那就是半导体三极管，通常也称为晶体管。B新授课1.2半导体三极管1.2.1半导体三极管的基本结构与分类1结构及符号PNP 型及 NPN 型三极管的内部结构及符号如图所示。三区：发射区、基区、集电区。三极：发射极E、基极 B、集电极C。两结：发射结、集电结。实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。2分类：（ 1）按半导体基片材料不同：NPN 型和 PNP 型。（ 2）按功率分：小功率管和大功率管。（ 3）按工作频率分：低频管和高频管。（ 4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。（ 5）按结构工艺

9、分：合金管和平面管。（ 6）按用途分：放大管和开关管。3外形及封装形式三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。常用的外形及封装形式如图所示。（介绍，参考教材）（展示各种二极管）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页名师精编优秀教案1.2.2三极管的电流放大作用1三极管各电极上的电流分配（ 1）实验电路（ 2）实验数据表 1-1三极管三个电极上的电流分配mAB/I0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 mAC/I0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 mAE/I0.01 0.57 1.16 1

10、.77 2.37 2.96 （ 3）结论：CBEIII三极管的电流分配规律：发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。2三极管的电流放大作用由上述实验可得结论：基极电流BI的微小变化控制了集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大原理。注意：（ 1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。（ 2）要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。1.2.3三极管的基本连接方式利用三极管的电流放大作用，可以用来构成放大器，其方框图如图所示。（讲解实验电路，分析数据）（学生讨论完成）（讲解）精选学习资料 - - - -

11、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页名师精编优秀教案三极管在构成放大器时，有三种基本连接方式：1共发射极电路（CE） ：把三极管的发射极作为公共端子。2共基极电路（CB ） ：把三极管的基极作为公共端子。3共集电极电路（CC） ：把三极管的集电极作为公共端子。（引导学生阅读教材）练习1三极管的放大作用的实质是_电流对 _电流的控制作用。2三极管的电流分配关系是怎样的？3如何理解三极管的电流放大作用？小结1三极管是一种有三个电极、两个PN 结和两种结构形式（NPN 和 PNP）的半导体器件。2三极管内电流分配关系为：CBEIII。3三极管实现放大

12、作用的条件是：三极管的发射结要加正向电压，集电结要加反向电压。4三极管有三种基本连接方式：共发射极电路、共基极电路和共集电极电路。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 20 页名师精编优秀教案布置作业P23 习题一1- 6。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页名师精编优秀教案课题1.2半导体三极管课型新课授课班级授课时数2 教学目标1掌握三极管的特性曲线和主要参数。2掌握三极管的测试方法。3了解片状三极管。教学重点1三极管的特性曲线和主要参数。2三

13、极管的测试方法。教学难点三极管的特性曲线和主要参数。学情分析教学效果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 20 页名师精编优秀教案新课教后记A新授课1.2.4三极管的特性曲线1输入特性曲线输入特性：在CEV一定条件下，加在三极管基极与发射极之间的电压BEV和它产生的基极电流BI之间的关系。（ 1）实验电路改变P2R可改变CEV，CEV一定后，改变P1R可得到不同的BI和BEV。（ 2）输入特性曲线三极管的输入特性曲线与二极管的十分相似，当BEV大于导通电压时，三极管才出现明显的基极电流。导通电压：硅管0.7 V，锗管 0.2

14、 V。2输出特性曲线输出特性：在BI一定条件下，集电极与发射极之间的电压CEV与集电极电流CI之（引导观察电路）（引导观察电路）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 20 页名师精编优秀教案间的关系。（ 1）实验电路先调节P1R，使BI为一定值，再调节P2R得到不同的CEV和CI值。（ 2）输出特性曲线 截止区：BI= 0 以下的区域。a发射结和集电结均反向偏置，三极管截止。bBI0，CI0，即为CEOI，穿透电流。c三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。 放大区：指输出特性曲线之间间距接近相等，且互相平行的区域。aCI

15、与BI成正比增长关系，具有电流放大作用。b恒流特性：CEV大于 1 V 左右以后，BI一定，CI不随CEV变化，CI恒定。c发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大状态。d电流放大倍数BCII 饱和区：指输出特性曲线靠近左边陡直且互相重合的曲线与纵轴之间的区域。aCI不随BI的增大而变化，这就是所谓的饱和。b饱和时的CEV值为饱和压降CESV，CESV：硅管为0.3 V，锗管为0.1 V。c发射结、集电结都正偏，三极管处于饱和状态。 总结：截止区：发射结和集电结均反偏。放大区：发射结正偏，集电结反偏。饱和区：发射结和集电结均正偏。3三极管的主要参数（分析，讲解）（分析，讲解）（学生讨论完成）精选

16、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 20 页名师精编优秀教案（ 1）共射极电流放大系数用表示，选用管子时，值应恰当，一般说来，值太大的管子工作稳定性差。（ 2）极间反向饱和电流 集电极 - 基极反向饱和电流CBOI。 集电极 - 发射极反向饱和电流CEOI。两者关系：CEOI=（1+ ）CBOI（ 3）极限参数 集电极最大允许电流CMI当CI过大时，电流放大系数将下降。在技术上规定，下降到正常值的2/3 时的集电极电流称集电极最大允许电流。 反向击穿电压当基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压(BR)CEOV。当

17、发射极开路时，集电极与基极之间所能承受的最高反向电压(BR)CBOV。当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最向反向电压(BR)EBOV。 集电极最大允许耗散功率CMP在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时，集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。三极管应工作在三极管最大损耗曲线图中的安全工作区。三极管最大损耗曲线如图所示。1.2.5三极管的简易测试1用万用表判别三极管的管型和管脚（ 1）万用表置于“R 1 k”挡或“ R 100”挡。（ 2）方法： 黑表笔和三极管任一管脚相连，红表笔分别和另外两个管脚相连测其阻值，若阻值一大一小， 则将黑表笔所接的管脚调换重新测量，直至

18、两个阻值接近。如果阻值都很小，则黑表笔所接的为NPN 型三极管的基极。若测得的阻值都很大，则黑表笔所接的是 PNP 型三极管的基极。 若为 NPN 型三极管， 将黑红表笔分别接另两个引脚，用手指捏住基极和假设的集电极，观察表针摆动。再将假设的集电极和发射极互换，按上述方法重测。比较两次表针摆幅，摆幅较大的一次黑表笔所接的管脚为集电极，红表笔所接的管脚为发射极。 若为 PNP 型三极管，只要将红表笔和黑表笔对换再按上述方法测试即可。（讲解）（实物演示）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 20 页名师精编优秀教案判断三极管C

19、脚和 E 脚示意图如图所示。2判断三极管的好坏（ 1）万用表：“R 1 k”挡或“ R 100”挡。（ 2）方法：分别测量三极管集电结与发射结的正向电阻和反向电阻，只要有一个PN 结的正、反向电阻异常，就可判断三极管已损坏。3判断三极管的大小将两个 NPN 管接入判断三极管C 脚和 E 脚的测试电路，万用表显示阻值小的，则该管的大。4判断三极管CEOI的大小以 NPN 型为例，用万用表测试C、E 间的阻值，阻值越大，表示CEOI越小。1.2.6片状三极管1片状三极管的封装（ 1）小功率三极管：额定功率在100 mW200 mW 的小功率三极管，一般采用SOT-23 形式封装，如图所示。1基极，

20、 2发射极， 3集电极。（ 2）大功率三极管：额定功率在1 W1.5 W 的大功率三极管，一般采用SOT-89形式封装。1基极， 3发射极， 2、4（内部连接在一起）集电极。2带阻片状三极管在三极管的管芯内加入一只或两只偏置电阻的片状三极管称带阻片状三极管。（ 1）带阻片状三极管内部电路（引导学生阅读教材）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 20 页名师精编优秀教案（ 2）型号及极性表 1-2部分带阻片状三极管型号和极性型号极性1R/2R型号极性1R/2RDTA114Y P 10 k/47 kDTC114E N 10 k/

21、10 kDTA114E P 100 k/100 kDTC124E N 22 k/22 kDTA123Y P 2.2 k/2.2 kDTC114 N 47 k/47 kDTA143X P 4.7 k/22 kDTC114WK N 47 k/22 kDTC143X N 4.7 k/10 kDTC114T N 1R=10 kDTC363E N 6.8 k/6.8 kDTC124T N 1R=22 k3复合双三极管在一个封装内包含两只三极管的新型器件。常见外型封装形式如图所示。SOT36 SOT25 UM 6 练习1晶体三极管集电极电流过大，过小都会使其值_。2三极管输出特性曲线常用一族曲线表示，其中

22、每一条曲线对应一个特定的_。3三极管的输出特性曲线是如何绘制的？小结1三极管的特性曲线表示管子各极电流与各极间的电压的关系。包括输入和输出特性曲线。2三极管的输入特性曲线与普通二极管的伏安特性曲线相似。3三极管的输出特性曲线，分为饱和区、放大区和截止区。布置作业P23 习题一1- 7，1- 8，1- 9， 1- 10。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 20 页名师精编优秀教案课题1.3场效晶体管课型新课授课班级授课时数2 教学目标1了解场效晶体管结构特点和类型。2理解场效晶体管电压放大原理。教学重点1场效晶体管类型、结构

23、特点和工作原理。2场效晶体管与三极管的比较。教学难点场效晶体管电压放大原理。学情分析教学效果教后记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 20 页名师精编优秀教案新课A引入半导体三极管是利用输入电流控制输出电流的半导体器件，称为电流控制型器件。 场效晶体管是利用输入电压产生电场效应来控制输出电流的器件，称为电压控制型器件。B新授课1.3场效晶体管1.3.1结型场效晶体管1符号和分类（ 1）电路符号和外形三个电极：漏极（D） 、源极（ S） 、栅极（ G） ，D 和 S 可交换使用，电路符号和外形如图所示。（ 2）分类结型场效晶

24、体管可分为P沟道和 N 沟道两种。2电压放大作用（ 1）放大电路（ 2）总结：场效晶体管共源极电路中，漏极电流DI受栅源电压GSV控制。场效晶体管是电压控制器件，具有电压放大作用。1.3.2绝缘栅场效晶体管栅极与漏、源极完全绝缘的场效晶体管，称绝缘栅场效晶体管。1电路符号和分类四种场效晶体管的电路符号如图所示。（引导观察电路）（讲解）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页名师精编优秀教案N 沟道增强型P 沟道增强型N 沟道耗尽型 P 沟道耗尽型 N 沟道箭头指向内。沟道用虚线为增强型，用实线为耗尽型， N 沟道称 N

25、MOS管。 P 沟道箭头指向外。沟道用虚线为增强型，用实线为耗尽型，P沟道称 PMOS管。2结构和工作原理以 N 沟道增强型MOSFET 为例。（ 1）结构 N 型区引出两个电极：漏极（D） 、源极（ S） 。 在源区和漏区之间的衬底表面覆盖一层很薄的绝缘层，再在绝缘层上覆盖一层金属薄层，形成栅极（G） 。 从衬底基片上引出一个电极，称为衬底电极。（ 2）工作原理工作原理示意图如图所示。 当GSV= 0 时，漏极电流DI 0，处于截止状态。GSV增大，超过开启电压，形成漏区和源区间的导电沟道。若此时在漏极和源极之间加正向电压DSV 0，就会形成漏极电流DI。总结：GSV越大，导电沟道越宽，沟道

26、电阻越小，DI越大。则通过调节GSV可控制漏极电流DI。（ 3）输出特性和转移特性（与晶体管类似）。（分析工作原理）（引导学生阅读教材）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页名师精编优秀教案3电压放大作用MOS 场效晶体管放大电路与结型场效晶体管放大电路的工作原理相似。不同的是N 沟道增强型场效晶体管的GSV的正向电压应大于开启电压才能正常工作。而 N 沟道耗尽型场效晶体管的GSV不仅可取负值，取正值和零均能正常工作。P 沟道 MOS 管的工作电路只需将相应的电压方向改变即可。1.3.3MOSFET和三极管的比较1M

27、OSFET 温度稳定性好。2MOSFET 输入电阻极高，因此，MOSFET 放大级对前级的放大能力影响极小。3MOSFET 存放时，应使栅极与源极短接，避免栅极悬空。4MOSFET 的源极和漏极可以互换使用。练习1场效晶体管是一种_控制器件，用 _极电压来控制_极电流。它具有高 _和低 _特性。2场效晶体管有 _场效晶体管和 _场效晶体管两大类，每类又有 _沟道和 _沟道的区分。小结1场效晶体管分为结型场效晶体管和绝缘栅型场效晶体管。2场效晶体管具有电压放大作用。3场效晶体管与三极管比较，具有温度稳定性好，输入电阻高，易于集成化等优点。布置作业P22 习题一1- 11。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页