晶体三极管教案.doc

班级名称2013级应用电子技术教育任课教师授课名称模拟电子技术授课日期授课节次 一课时缺席学生课题名称1.3晶体三极管教学目标掌握三极管的结构、分类和符号，掌握内部载流子运动情况能够画晶体三极管的符号，能够清楚推出、培养学生发现问题，归纳问题，推理的能力教学重点晶体管的结构及类型晶体管电流的放大作用晶体管内部载流子的运动晶体管的电流分配关系教学难点晶体管内部载流子的运动晶体管的电流分配关系教学对象普通高等院校电子信息类相关专业本科二年级学生教学过程设计教学过程设计新课引入教学方法教学时间【新课导入】教师：通过前面的学习，我们知道了一个PN结用外壳封装起来，并且加上电极就构成了半导二极管，那么两个PN结用外壳封装起来呢?学生：三极管。教师：对，根据不同掺杂方式在同一硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，在加上外包装和电极，就构成了我们今天要学习的晶体三极管。由于晶体管中有两种带有不同电荷的载流子，所以晶体三极管又称为双极性晶体管，简称晶体管。有那个同学知道晶体管在我们的日常生活中有哪几类呢？学生：有大，中，小功率晶体管。教师：对，这位同学说的对。晶体管在我们的日常生活中按照功率可以分为大，中，小晶体管。按照结构分，可以分为NPN型晶体管,PNP晶体管。提问启发式2min新 课 内容教学方法教学时间【新课内容】 所以首先，我们来看一下晶体管的分类。（1）按功率构分，可以分大功率，中功率，小功率晶体管。如下图： 我们都知道晶体管在工作的时候会发热，功率越大，那么产生的热量就会越多，因此，我们为了更好的让晶体管散热，一般情况下，会增加它的体积或者转小孔。（2）晶体管按照结构还可以分为NPN型晶体管和PNP型晶体管。接下来我将以NPN型晶体管为例来具体讲解晶体管。 首先我们来看下晶体管的结构及其特点。大家看到下面这个图：我们先来看到左边的这个图，这是晶体管的内部结构图，从这个图中我们可以发现晶体管中有三个区。最左边的这个N区我们把它称着发射区，中间的P区我们称它为基区，右边的这个N区我们称它为集电区。如果我们在从这三个区引出电极的话，那么发射区引出电极为发射极，我们用字母e表示，从基区引出的电极我们称为基极，用字母b表示，相对应的我们的集电区引出的电极就为集电极，用字母c表示。从这个结构图中我们还可以发现我们的发射区和基区的交界处构成了第一个PN结发射结。基区与集电区的交界处构成了第二个PN结集电结。这样我们就清楚了晶体管的结构。我们可以把它简记为“三区三极两PN结”。 我们看完晶体管的结构，再来看一下他有什么特点？先看到发射区，它的特点是掺杂浓度高，基区的特点是杂质浓度低并且很薄，最后我们的集电区就只有一个特点那就是面积特别大。从我们的教材29页1.3.2的（a）图也可以看到，晶体管的基区只有几微米到几十微米，但集电区却有几百微米，因此可以看出它的面积很大。大家思考一下，为什么要把它制造成这样，我们可不可把基区做的很厚，并且它的杂质浓度高呢？（停顿一会）对，不行。因为我们晶体管要工作的话需要发射区提供大量的载流子，并且这些载流子要很容易通过基区到达集电区，集电区要大量的空间来容纳这些载流子，所以我们再制造的时候需要在发射区高掺杂，把基区做的很薄，并且把集电区做的很大。这也是晶体管工作的内部条件。 讲授法 20min 教学过程设计 然后我们再来看下它的符号，从上图中我们可以看到左边的这个符号是NPN型晶体管的符号，而后面的这个呢是PNP型晶体管的。二者的区别就是看它发射结电流的流向，从图中我们可以在总结出，电流从基极流向发射极的是NPN型，而从发射机流向基极的是PNP型晶体管。希望大家要记住它们的区分方法，这在我们以后解题的时候很有用。 看完它的结构和符号，我们再来看下它的电流放大作用。晶体管是放大电路的核心元件，一般情况下，放大电路均有晶体管。我们看到下面这一个电路：我们可以看到在基极和发射极的两端串入了电阻和电源组成了输入回路，集电极和发射极的两端也串入电阻和电源组成了输出回路，这样输入回路和输出回路共用了发射极，因此这个电路被称为共射放大电路。要使这个电路工作除初了前面学习的内部条件外，还需要满足外部条件。是什么呢？外部条件就是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。这就是我们在输入回路外加正向电压，在输出回路外加反向电压的原因。并且，当然这只是针对NPN型晶体管而言，如果是我们的PNP型晶体管正好相反，则要求。满足上述内部条件和外部条件的同时，晶体管开始工作，那么我们接下来就来看一下晶体管工作时候内部载流子的运动情况。大家看到下面这幅图：教学过程设计这个图从下到上依次是发射区，基区，集电区。我们刚才学习了晶体管的结构知道发射区的杂质浓度高，基区杂质浓度低，因此发射区将会有大量的自由电子做扩散运动到达基区，而又由于在发射结外加正向电压，我们知道在PN结加正向电压会促进扩散运动，因此发射区自由电子的扩散运动将会更加的激烈，便形成了电流,与此同时，基区的多子空穴也会越过发射结到达基区，由于基区的杂质浓度低，就算有外加正向电压，也只有少部分空穴做扩散运动，形成电流。我们再来看下扩散到基区的自由电子的运动情况。我们都知道基区的杂质浓度很低，因此空穴的浓度也会很低，就只有少量电子与空穴复合，在正向电源的作用下，复合运动会源源不断的进行，这样就形成了电流,剩下的扩散过来的自由电子将会作为基区的非平衡少子在集电结反向电压的作用下做漂移运动到达集电区，我们知道反向电压会促进漂移运动，因此，基区非平衡少子漂移运动形成了电流，与此同时，基区的平衡少子和集电区的少子也会做漂移运动，只不过很少，所以只形成了微小的反向饱和电流。如果我们把自由电子运动的反方向，空穴运动的方向为电流的方向，很容易得到五个电流的方向均向下。在把发射极，基极，集电极看做是结点，那么由我们前面学过的只是可以得到：=+，=+-，=+。如果我们从外部看的话，就把整个晶体管看着一个PN结，这样流入结点，流出结点，就可以运用基尔霍夫电流定理有：=+。 小结教学方法教学时间【小结】 我们这节新课就上到这里，我们再来回顾一下这节课学习的新内容。我们学习了晶体管的结构及其特点，学习了晶体管的符号和晶体管工作的内部条件和外部条件，然后我们还学习了在晶体管内部载流子