第1、2课时教案课题半导体二极管课型新授教时1、2教学目标1.docx
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1、课题半导体二极管课型新授教时1、2教学目标1 .识记半导体及PN结的特性。2 .掌握二极管的结构、类型及符号。3 .掌握二极管的单向导电性。教学重点难点掌握二极管的单向导电性,理解其应用课前准备二极管教学过程和内容一、半导体及PN结1 .硅楮等物质的导电性能优于绝缘体而又不如导体,称为半导体。2 .半导体的基本特性(1)热敏性(2)光敏性(3)杂敏性3 .本征半导体是指完全纯净的,具有晶体结构的半导体。4 .杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体。5 . 了解PN结练习:是非题A、当二极管加反向电压时,二极管将有很小的反向电流通过,这个反向电流时由P型和N型半导体中少数载流子的漂移运动形成的。
2、()B、P型半导体的多数载流子是空穴,因此P型半导体带正电。()C、 二极管是根据PN结单向导电的特性制成的,因此二极管也具有单向导电性。()二、二极管的结构、类型及符号1 .符号及常见二极管在一个PN结的两端加上电极引线并用外壳封装起来。EH 左 ETEER C2-0 W姑望2 .半导体的分类A按PN结接触面积分为点接触型和面接触型B按材料分为硅管、错管3 .单向导电性一般硅管的死区电压约为0.5V,错管约为0.2V。在反向电压增加到一定数值后, 反向电流会突然增大,二极管失去单向导电性,这种现象称为击穿。产生击穿时的电压 叫做二极击穿电压。(a)(b)二极管V-A特性测试电路课题二极管基本
3、电路及其应用课型新授教时3、4教学 目标1、 二极管的伏安特性2、 二极管的主要参数教学 重点 难点理解二极管的伏安特性及主要参数课前 准备教学过程和内容复习:单向导电心 一、伏安特性曲e80604020一 25三Z/mA正向. J实际二极管0. 7V(0. 3V)实际参数几百欧姆几十千欧姆穿电西 *反向11 .正向特性2 .反向特性 硅管:死区电 错管:死区电3 .技术参数正向月 反向 正向目 反向E0 0.4 0.8 -20-40 mA压0. 5V导通电压0. 7V压0. 2V导通电压0. 3V 理想二极管E降0VJ(BR) 无穷大”且0m电阻 趋向无穷大二、主要参数1 .最大整流电流IO
4、M最大整流电流是指二极管长期工作,允许通过的最大正向平均电流。在使用二极管时,通过管 子的正向平均电流不允许超过所规定的最大整流值。2 .最高反向电压Urm最高反向电压是保证二极管不被击穿而给出的最高反向工作电压,通常是反向击穿电压的1/2 或2/3,以保证二极管在使用中不致因反向过电压而损坏。3 .最大反向电流Irm最大反向电流是指给二极管加最大反向电压时的反向电流值。反向电流大,说明管子的单向导 电性能差,且受温度的影响大。硅管的反向电流一般在几个微安以下。错管的反向电流较大,为硅 管的几十到几百倍。在选用二极管时,要根据管子的参数去选择,既要使管子能得到充分利用,又保证管子能够安 全工作
5、。此外还要注意通过较大电流的二极管一般都需要加散热器,散热器的面积必须符合要求, 否则也会损坏二极管。4 .二极管的测量根据二极管正向电阻小,反向电阻大的特点可判别二极管的极性。将万用表拔到欧姆挡(一般 用R*100或R*1K挡,不要用R*1挡或R*1OK挡。因为R*1档使用的电流太大,容易烧坏管子,而 R*1OK挡使用的电压太高,可能击穿管子)。用表笔分别与二极管的两极相连,测出两个阻值,在 所测得阻值较小的一次,与黑表笔相接的一端即为二极管的正极。同理,在所测得阻值较大的一次, 与黑表笔相接的一端为二极管的负极。如果测得的反向电阻很小,说明二极管内部短路;若正向电 阻很大,则说明管子内部断
6、路。因为硅二极管一般正向压降为0.60.7V,错二极管的正向压降为0. 10.3V,所以测量一下二 极管的正向导通电压,便可判别被测二极管是硅管还是错管.方法是在干电池(L 5V)的一端串一个 电阻(约1KQ),同时按极性与二极管相接,使二极管正向导通,这时用万用表测量二极管两端的管 压降,如果为0. 60. 7V即为硅管,如为0. 1V-0. 3V即为诸管。课题二极管基本电路及应用课型新授教时5、6教学 目标1、理解二极管的整流应用 2、了解二极管的钳位应用 3、了解二极管的限幅应用 4、理解二极管的稳压应用教学 重点 难点理解二极管的整流应用课前 准备教学过程和内容复习:二极管的单向导电性
7、二极管的参数一、二极管的整流应用单相桥式整流电路整流电路电网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电 的过程。利用二极管单向导电特性,可将交流电变换为直流电。整流电路分半波整流、全波整流、 桥式整流等。晶体二极管组成的桥式整流电路及工作波形。桥式整流电路及整流波形桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。当变压器次级输出波形V2处于正半周时,二极管 VI和V4导通,V2和V3截止,电流回路是:VI _RL _V4变压器次级;当变压器次级输出 波形V2处于负半周时,二极管V2和V3导通,VI和V4截止,电流回路是:V2 一Rif V3 一变 压器次级。分析输入与
8、输出波形可以知道桥式整流电路把交流电变换为脉动直流电。滤波电路整流电路,输出电压的波形不平稳,有波动。图示电路,接入电容,输出电压的波形较平稳, 这就是滤波电路的作用。滤波电路可以把脉动直流电变成较平滑的直流电,以适合稳压电路的需要。 电容滤波是稳压电源中最常见的滤波方式。VI整流电容滤波电路与输出波形课题特殊二极管课型新授 教时7、8教学 目标1、认识稳压二极管,理解其工作特性2、了解光电二极管及其应用3、了解发光二极管及其应用教学 重点 难点了解特殊二极管的伏安特性曲线及 原理、性能、应用等课前 准备稳压二极管实物 光电二极管实物 发光二极管实物教学过程和内容复习:二极管整流电路一、稳压二
9、极管稳压二极管的伏安特性与普通二极管基本相似,其主要区别是稳压管的反向特性曲线比 普通二极管的反向电压小。/mA2.稳压二极管的主要参数(1)稳定电压UZ(2)稳定电流IZ(3)最大稳定电流IZM(4)动态电阻rZr AzA/z(5)最大允许耗散功率PZM二、光电二极管光电二极管和普通二极管一样,也是由一个PN结组成的半导体器件,也具有单方向导 电特性。但是,在电路中不是用它作整流元件,而是通过它把光信号转换成电信号。那么, 它是怎样把光信号转换成电信号的呢?大家知道,普通二极管在反向电压作用在处于截止状 态,只能流过微弱的反向电流,光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大, 以便接
10、收入射光。光电二极管是在反向电压作用在工作的,没有光照时,反向电流极其微弱, 叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电 流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电 传感器件。三、发光二极管(LED)发光二极管(LED)是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是 当在PN结两端注入正向电流时,注入的非平衡载流子(电子一空穴对)在扩散过程中复合 发光,这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同,发光二极管可分为 面发射型和边发射型。课题|极管的基本结构、工作原理及类课型新授教时以I。教学 目标
11、1、三极管的基本结构与类型2、三极管的基本原理教学 重点 难点理解三极管的基本原理课前 准备三极管教学过程和内容一、半导体三极管1 .半导体三极管又称晶体管,是最重要的一种半导体器件,常用的一些晶体管外型如1所示。1常用三极管的外形2 .三极管的符号如图2所示。三个电极为:基极B发射极E,集电极C。C2三极管符号三个区:集电区基区发射区 两个结:集电结发射结三个极:集电极基极发射极3 .分类:按导电类型分:PNP型和NPN型 按材料分:硅管和错管二、三极管的基本工作原理1.发射极电流等于基极电流和集电极电流之和,即Ie=Ib+Ic2.1c比Ib大得多。从第二列以后的Ic/片数据可看出这点。即I
12、c要比片大数十倍。3彳艮小的Ib变化可以引起很大的Ic变化。三、三极管的电流控制作用1 .晶体管在发射结正偏,集电结反偏的条件下具有电流放大作用。2 .晶体管的电流放大作用,其实质是片对Ic的控制作用,习惯上称晶体管为“放大”元件, 但严格地讲它只是一种控制元件,因为它并不能放大能量,只是用一个小的能量来控制电源 向负载提供更大的能量。课题三极管的特部线与主要参课型新授教时11、12教学 目标1,三极管的特性曲线2、三极管的主要参数教学 重点 难点理解三极管的特性曲线及主要 参数课前 准备教学过程和内容一、三极管的特节 1.输入特性1 输入特性曲, 一发射极电压Ub一 51 0k上曲e 曲线
13、它是才 E之作*3g当集电1i的关系dC3DG6E及一发射极电 由线,即lB=fn压Uce为常数时,输入电路中基极电流片与基极 :Ube)|Uce=常数rc产26: Lvi1 I /, Un/v0 04 0.8测试分析2.输出特性曲线输出特性曲线是指当基极电流为常数时,集电极电流与集电极一发射极电压之间的关系 曲线,即:Ic=f (Uce) |Ib=常数(1)放大区输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在此区域内L和。成正比关系。UBE0, UK0, 晶体管工作在放大状态。(2)截止区Ib=O曲线以下的区域称为截止区。Ib=O时,曰幽,对NPN硅管而言,Ub0.5V时即已开始截 止,但是为了可靠
14、截止,常使几0,因此,截止区的外部条件是:UBE0, Ubc0(3)饱和区当巫0, U/0时的集电极电流。在输出特性曲线上,它对应1广0的L曲线。 它是衡量晶体管好坏的重要参数之一,其值越小越好。4 .集电极最大允许电流IcM当L过大时,电流放大系数B将下降,使B下降至正常值的2/3时的Ic值,定义为集电 极最大允许电流Uo5 .反向击穿电压(1)发射极一基极间反向击穿电压0由瓯;当集电极开路时,发射极一基极间允许加的 最高反向电压,一般在5V左右。(2)集电极一基极间反向击穿电压U的侬;当发射极开路时,集电极一基极间允许加的 最高反向电压,一般在几十伏以上。(3)集电极一发射极间反向击穿电压
15、U,喇皿;当基极开路时,集电极一发射极间允许加 的最高反向电压,通常比U的CBO小些。6 .集电极最大允许功率损耗当晶体管因受热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,称为集 电极最大允许损耗功率P*根据管子的、值,由%可在晶体管的输出特性曲线上作出L曲线,由L,BLU, Po.三者共同确定晶体管的安全工作区,如图3. 3. 7所示。图 3.3.7u(utao课题共射基本放大电路的组成课型新授教时13、14教学 目标共射基本放大电路的组成教学 重点 难点共射基本放大电路的组成课前 准备教学过程和内容复习:1.三极管的输入特性2 .三极管的输出特性3 .三极管的工作状态 一、共射
16、基本放大电路的组成共射基本放大电路(1)晶体管V(2)集电极电源艮(3)集电极负载电阻R(4)基极电源Eb和基极电阻Rb(5)耦合电容G和C2二、组成及作用在实用的放大电路中,一般都采用单电源供电,如下图所示。只要适当调整Rb的阻 值,仍可保证发射结正向偏置,产生合适的基极偏置电流Ib。在放大电路中,通常把公 共端高为参考点,设其为零电位,而该端常接“地同时为了简化电路的画法,习惯上 不画电源Ec的符号,而只在联接电源正极的一端标出它对参考点“地”的电压值Vcc和极 性(“+”或如图所示。,(1)电源Vg是直流电源,它的作用一是为电路放大信号提供Re 6能量,二是使三极管工作在放大状态(即必须
17、使三极管的发射T.结正偏,集电极反偏)。Vg 一般为几伏到几十伏,而且极性不 卜+R UoKy Ki能接反。如果是PNP型的三极管,则应调换Vg的极性。 +甘小(2)晶体管V是放大器件,起电流放大和控制作用,是整个眺也电路的核心。(3)集电极负载电阻区(简称集电极电阻)主要是将集电极电流的变化转变为电压的变 化,以实现电压放大。Rc的值一般为几千欧到几十千欧。(4)基极偏置电阻Rb,是为三极管V提供发射结正向偏置,使电路获得合适的工作点。 Rb的阻值约为几十千欧到几百千欧。(5)耦合电容C1和C2,其作用是“隔直流通交流”,即Cl、C2分别隔断放大电路与信 号源、负载之间的直流通路,而交流信号
18、却能畅通无阻。Cl、C2的电容值一般为几微法 到几十微法,而且是极性电容,连接时应注意其极性。它们分别接在放大电路与和输入 端和输出端。由于电容器对交流信号的阻抗很小,而对直流信号的阻抗很大,利用它的 这一特性来耦合交流信号,隔断直流信号。使放大器与信号源、负载之间的不同大小的 直流电压互相不产生干扰,但又能够把信号源提供的交流信号传递给放大器,放大后再 传递给负载。保证了信号源、放大器、负载均能正常工作。G和&的容量一般为几微法 至几十微法,因为容量大通常采用电解电容,联接时需注意其极性,正极接高电位端, 负极接低电位端,同时还要注意耐压不能小于接入的两点可能出现的最高电压。课题固定式偏置放
19、大电路的分析课型新授教时15、16教学 目标掌握固定式偏置放大电路的静态分析、动态分析教学 重点 难点固定式偏置放大电路的静态分析、动 态分析课前 准备教学过程和内容复习:1.共射基本放大电2.各部分的作用 一、静态分析1 .直流通路画法:电容器断开捉圜Kb JL100K2C1、10uFVi-0固定偏置放:2.静态工作点放大电路在没加输入信号 状态,简称静态,也就是 进行静态分析的目的是我 Uce的数,就叫放大电路在路的组成IVgJRaTiC2n10uFVoo-大电路,即Ui = O时,电路所夕 放大电路的直流状态。无 出放大电路的静态工作大 )静态工作点。静态工作,R 上的工 小寸电5静 气
20、是放/作, 洛彳态1 大rX k伏态叫静止的直流工作 又有Vcc直流电源作用。对电路中的Ib、I c 电路工作的基础,它设置的合理及稳定与否,将直接影响放大电路的工作状态及性能质量的高低。对小信号放大电路的静态工作点可以用估算法来进行计算。对直流,耦合电容C1和C2可以看成是断开的,由此可得图示电路的静态工作点的计算公式U -U_ u CC u BEQUccBQ 人UcEQ = UCC 一 1CqRc例题:求图示电路的静态工作点3.图解法分析饱和区输出特性曲线课题固定式偏置放大电路的分析课型新授教时17、18教学 目标掌握固定式偏置放大电路的静态分析、动态分析教学 重点 难点固定式偏置放大电路
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