电子技术基础教案小学教育小学学案_高等教育-大学课件.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 课题 1.1 半导体的基本知识 授课日期 授课班级 10 电器 1 目的及要求 1、掌握什么是半导体?2、掌握二极管工作特性以及伏安特性内线。3、掌握二极管的简易测量方法。教学重点 1、要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线。2、掌握二极管的测量方法。教学难点 是二极管的伏安特性曲线。课型 新课 教学方法 教具 二极管、万用表等器件与仪表。教学内容及教学过程(含时间分配)教学过程:1.1.1 导体、半导体和绝缘体 导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体,如铁、铜、铝等。绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体:另有一
2、类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等 1.2 半导体二极管 1.2.1 结构,符号 二极管的几种常见结构:二、二极管单向导电性 1、PN 结加不同极性电压,表现不同特性。正向电压(正向偏压、正偏)学习好资料 欢迎下载 指 P 区接高电位,N 区接低电位。反向电压(反向偏压、反偏)指 P 区接低电位,N 区接高电位。2、二极管的主要特性 (1)加正向电压导通,内部电阻较小。(2)加反向电压截止,内部电阻较大。单向导电性是二极管的最重量的特性。1.3 二极管的伏安特性曲线 1.3.3主要参数 1.最大整流电流 IOM 二极管长期使用时,允许流过二
3、极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压 UBR 二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压 UWRM一般是 UBR的一半。3.反向电流 IR 指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数,二极管的应用是主要利用它的单向导电性,主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。4.微变电阻 rD 极管工作特性以及伏安特性内线掌握二极管的简易
4、测量方法要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线掌握二极管的测量方法教学难点是二极管的伏安特性曲线课型教具新课教学方法二极管万用表等器件与仪表教学内容及教铜铝等绝缘体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些化物氧化物等半导体二极管结构符号二极管的几种常见结构二二极管单向导压反向偏压反偏指区接低电位区接高电位二极管的主要特性加正向电压导通内部电阻较小加反向电压截止内部电阻较大单向导电性是二极管的最重量的特性二极管的伏安特性曲线主要参数最大整流电流二极管长期使用时允许流过二学习好资料 欢迎下载 rD 是二极管特
5、性曲线上工作点 Q 附近电压的变化与电流的变化之比:显然,rD是对 Q 附近的微小变化区域内的电阻。二极管:死区电压=0.5V,正向压降 0.7V(硅二极管)理想二极管:死区电压=0,正向压降=0 二极管的应用举例 1:二极管半波整流 1.3 整流电路 一、单相半波整流电路 电路组成:变压器 T,二极管 D1 组成。工作原理 分析前提:理想变压器,理想二极管 U2 为正半周:A D1 RL B U2 为负半周:D1截止 此时 在输出端得到如下波形:输出电压平均值 UO=0.45U2 输出电流平均值 IO=0.45U2/RL 二极管承受的最高反相电压 22UUDRM 流过每只二极管的平均电流:I
6、D=IO 1.3.4 稳压二极管 一、符号 稳压二极管是一种用特殊工艺制造的硅半导体二极管,代表符号如图 1.3-1(a)所示。型号通常有 2CW、2DW等。二、稳压二极管特性 工作在反向击穿状态下,具有稳定电压的性能。三、稳压二极管的参数(1)稳定电压 UZ(2)电压温度系数 aU(%/)稳压值受温度变化影响的的系数。(3)动态电阻 (4)稳定电流 IZ、最大、最小稳定电流 Izmax、Izmin。(5)最大允许功耗 课题 2.1晶体三极管及基本放大电路 授课日期 授课班级 10 电器 1 目的及要求 1、了解三极管的结构,掌握三极管的电流分配关系及放大原理。2、掌握三极管的输入和输出特性,
7、理解其含义,了解主要参数定义。教学重点 1、要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线。2、掌握二极管的测量方法。教学难点 是二极管的伏安特性曲线。课型 新课 教学方法 教具 二极管、万用表等器件与仪表。教学内容及教学过程(含时间分配)2.1 半导体三极管 1.基本结构 符号 工作原理 2.特性曲线 (1)放大区:发射结正偏,集电结反偏。即:IC=IB,且 IC=IB (2)饱和区:发射结正偏,集电结正偏。极管工作特性以及伏安特性内线掌握二极管的简易测量方法要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线掌握二极管的测量方法教学难点是二极管的伏安特性曲线课型教具新课教学方法二极管万用表等器件与仪
8、表教学内容及教铜铝等绝缘体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些化物氧化物等半导体二极管结构符号二极管的几种常见结构二二极管单向导压反向偏压反偏指区接低电位区接高电位二极管的主要特性加正向电压导通内部电阻较小加反向电压截止内部电阻较大单向导电性是二极管的最重量的特性二极管的伏安特性曲线主要参数最大整流电流二极管长期使用时允许流过二学习好资料 欢迎下载 即:UCEIC,UCE 0.3V (3)截止区:UBE 死区电压,IB=0,IC=ICEO 0 3.主要参数 1)电流放大倍数和 2)集-基极反向截止电流 IC
9、BO 3)集-射极反向截止电流 ICEO 4)集电极最大电流 ICM 集电极电流 IC 上升会导致三极管的 值的下降,当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM 5)集-射极反向击穿电压 当集-射极之间的电压 UCE 超过一定的数值时,三极管就会被击穿。手册上给出的数值是 25 C、基极开路时的击穿电压 U(BR)CEO。6)集电极最大允许功耗 PCM 2.2三极管基本放大电路 三极管放大电路有三种形式(共射放大器、共基放大器、共集放大器)以共射放大器为例讲解工作原理 基本共射放大电路 实现放大的条件 1.三极管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。2.正确设置静态工作点 Q,
10、使整个波形处于放大区。3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路 将变化的 ic 转化成变化的 uce,经电容滤波只输出交流信号。工作点不合适,会引起波形失真 极管工作特性以及伏安特性内线掌握二极管的简易测量方法要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线掌握二极管的测量方法教学难点是二极管的伏安特性曲线课型教具新课教学方法二极管万用表等器件与仪表教学内容及教铜铝等绝缘体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些化物氧化物等半导体二极管结构符号二极管的几种常见结构二二极管单向导压反向偏压反偏指区接
11、低电位区接高电位二极管的主要特性加正向电压导通内部电阻较小加反向电压截止内部电阻较大单向导电性是二极管的最重量的特性二极管的伏安特性曲线主要参数最大整流电流二极管长期使用时允许流过二学习好资料 欢迎下载 2.3 放大电路的等效电路分析法 放大电路分析 静态分析-估算法 动态分析-微变等效电路法、图解法 计算机仿真 1.静态分析(宜采用估算法)静态分析目的:求出电路的静态工作点值 根据直流通道估算 静态工作点值:BBECCBRUUIBCCRU7.0 BCII CCCCCERIUU 2.动态分析(一)三极管的微变等效电路 1.输入回路 当信号很小时,将输入特性在小范围内近似线性。bbeBBEbei
12、uiur 对于小功率三极管:rbe 的量级从几百欧到几千欧。)mA()mV(26)1()(300EbeIr 对输入的小交流信号而言,三极管相当于电阻 rbe 2.输出回路 由于有 BCII(1)输出端相当于一个受 ib 控制的电流源。(2)考虑 uCE 对 iC 的影响,输出端应并联一大电阻 rce。rce 的含义?Rce 值很大,可略 三极管的薇变等效电路为:(二)放大电路的微变等效电路 极管工作特性以及伏安特性内线掌握二极管的简易测量方法要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线掌握二极管的测量方法教学难点是二极管的伏安特性曲线课型教具新课教学方法二极管万用表等器件与仪表教学内容及教铜铝
13、等绝缘体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些化物氧化物等半导体二极管结构符号二极管的几种常见结构二二极管单向导压反向偏压反偏指区接低电位区接高电位二极管的主要特性加正向电压导通内部电阻较小加反向电压截止内部电阻较大单向导电性是二极管的最重量的特性二极管的伏安特性曲线主要参数最大整流电流二极管长期使用时允许流过二学习好资料 欢迎下载 (三)电压放大倍数的计算 bebirIU LboRIU LCLRRR/所以:beLbeBLBiurRrIRIUUA0 特点:负载电阻越小,放大倍数越小。(四)输入输出电阻的计算
14、输入电阻 ri bebeBirrRr/输出电阻 r0 CoRr 2.4 静态工作点稳定的放大电路 对于为放大电路提供信号的信号源来说,放大电路是负载,这个负载的大小可以用输入电阻来表示。电路的输入电阻越大,从信号源取得的电流越小,因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。2.4 静态工作点的稳定 为了保证放大电路的稳定工作,必须有合适的、稳定的静态工作点。但是,温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路(固定偏置电路)而言,静态工作点由 UBE、b 和 ICEO 决定,这三个参数随温度而变化,温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。固定偏置电路的 Q 点是不稳定的。Q 点不稳定可能会导致静态工
15、作点靠近饱和区或截止区,从而导致失真。为此,需要改进偏置电路,当温度升高、IC 增加时,能够自动减少 IB,从而抑制 Q点的变化。保持 Q 点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路如下。本电路稳压的过程实际是由于加了 RE形成了负反馈过程 2.5 射极输出器 极管工作特性以及伏安特性内线掌握二极管的简易测量方法要求要掌握二极管的的工作特性以及伏安特性曲线掌握二极管的测量方法教学难点是二极管的伏安特性曲线课型教具新课教学方法二极管万用表等器件与仪表教学内容及教铜铝等绝缘体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅
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