(完整版)半导体二极管电子教案

1、（ 完整版 ） 半导体二极管电子教案第一章 半导体二极管内容简介本章首先介绍半导体的导电性能和特点，进而从原子结构给与解释。先讨论PN结的形成和PN结的特性，然后介绍半导体二极管特性曲线和主要参数。分析这些管子组成的几种简单的应用电路，最后列出常用二极管参数及技能训练工程。知识教学目标了解半导体根底知识，掌握PN结的单向导电特性；熟悉二极管的根本结构、伏安特性和主要参数；掌握二极管电路的分析方法；了解特殊二极管及其应用。技能教学目标能够识别和检测二极管，会测定二极管简单应用电路参数。本章重点要求掌握器件外特性，以便能正确使用和合理选择这些器件。如：半导体二极管：伏安特性，主要参数，单向导电性。

2、二极管电路的分析与应用。本章难点半导体二极管的伏安特性，主要参数，单向导电性。二极管电路分析方法。课时 4 课时题目：半导体、 PN 结教学目标：了解本征半导体，杂质半导体的区别，从而得由半导体特性。记住半导体PN结的特性。教学重点：1、半导体特性；2、半导体PN结的特性；教学难点：1、半导体单向导电性。2、半导体PN结分别加正反向电压导通与截止的特性。教学方法：讲授教具：色粉笔新课导入：电子技术根底是我们这学期新开的一门专业课，它包含各个根本小型电路的介绍及使用分析，这次课我们来学习一种材质：半导体。为以后的电路分析打下根底。新授：从导电性能上看，通常可将物质为三大类：导体： 电阻率 ，缘体

3、：电阻率 ，半导体：电阻率 P介于前两者之间。目前制造半导体器件材料用得最多的有：单一元素的半导体化合物半导体硅 (Si) 和锗 (Ge);砷化镓 (GaAs) 。13图 半导体例如本征半导体 了解： 纯洁的半导体称为本征半导体。用于制造半导体器件的纯硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上有四个电子称为价电子。在单晶结构中，由于原子排列的有序性，价电子为相邻的原子所共有，形成 图所示的共价健结构，图中 +4 代表四价元素原子核和内层电子所具有的净电荷。共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴，它带正电。在外电场作

4、用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流；同时价电子也按一定的方向一次填补空穴，从而使空穴产生定向移动，形成空穴电流。因此，半导体中有自由电子和空穴两种载流参与导电，分别形成电子电流和空穴电流，这一点与金属导体的导电机理不同。 杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。一、 N 型半导体假设在四价的硅或锗的晶体中掺入少量的五价元素 （如磷、锑、砷等） ，那么晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个2(完整版)半导体二极管电子教案电子，这个

5、电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样，在该半导体中就存在大量的自由电子载流子，空 穴是少数载流子，这种半导体就是 N型半导体图型半导体结构 二、P型半导体假设在四价的硅或错的晶体中少量的三价元素，如硼，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时,产生一个空穴。这个空穴也能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的庠子 v再1* I辑*1+修 4+一网街是:先曾铲前半量的空穴载流子,当失客第是呈痛= 上的自由电子，如下图而言该半导体中就存在大4j* *(44)*子。*5征激发而产生自由电子手力主要由所掺杂质的喀决目。谑

6、点材料性质有关眸力。对,自由电子是少子。造P型半导体和N型半,经过耕讦的扩散!，蟀它们的交界面处就形成了和少数载流子的漂移运励相较A P型半导体，都在半导体因本3、本征半导体的导电能力看NPN &阑2、在心的导电能力介于导体与绝缘体之间ol,峰导电能空穴是少力半导体基方止，分别制 春生流生附散运动羽、然结果，相当于两个区之间没有岛运动,空简电荷区的百度固定5不变。feu?型半导体M型半寻体（完整版）半导体二极管电子教案二、PN结的单向导电性1、PN结的偏置PN结加上正向电压正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压反向偏置的意思都是：P区加负、N区加正电压。2、PN结正偏如

7、上图所示，当PN结正偏时，外加电源形成的电场加强了载流子的扩散运动，削弱了内电场，耗尽层变薄，因而多子的扩散运动形成了较大的扩散电流。用流程图表述如下：PN结正偏外电场削弱内电场耗尽层变薄扩散运动漂移运动 多子扩散运动形成正向电流。3、PN结的反偏PN结加反向偏置时，如下图，外加电源形成的外电场加强了内电场，多子的扩散运动受到阻碍，耗尽层变厚；少子的漂移运动加强，形成较小的漂移电流。其过程表述如下:PN结反偏外电场加强内电场耗尽层变厚扩散运动 漂移运1动少可漂移蛆耳形成反向电流。综上所述：1F 变1 0| NPN结加正电电压时具有较木的正向扩散电流,呈现低工二岸电阻，pn结导通驾去pnK加皮网

8、电上时，耳有很小的反向漂慢呼脐PN结截课后总结：这次课我们认nr Q 电；识了半导体材寸于半导体的啜，；PN登I、半导体1.征半导体: 1雷I半尊核裁上特性进行比照（a忆!、PN 结由大家课下熟悉完成汜忆。制被练习册板书设计:内电场外电后二二 iy|4H LL7?H片反向偏短9题目： 二极管的特性及主要参数教学目标：了解二极管的特性，分析使用二极管时的主要参数-伏安特性。教学重点：二极管结构分析，伏安特性的分析；教学难点：1 、伏安特性分析。2、几个参数的记忆及区分。教学方法：讲授教具：色粉笔新课导入：上次课我们认识了半导体器件中常用的器件“二极管 ，在使用过程中不仅要了解它的参数也是不行的，

9、这次我们继续学习它的特性及参数要求。新授：半导体二极管的结构和符号形成 PN 结的 P 型半导体和 N 型半导体上，分别引出两根金属引线，并用管壳封装，就制成二极管。其中从 P 区引出的线为正极，从N 区引出的线为负极。二极管的结构外形及在电路中的文字符号如图所示。在图 1.2.1(b) 所示电路符号中，箭头指向为正向导通电流方向， 二极管常见的封装形式如图所示。二极管的伏安特性 半导体二极管的核心是PN 结，它的特性就是PN 结的单向导电特性。常利用伏一安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。所谓伏安特性，是指二极管两端电压和流过二极管电流的关系，可用电路图来测量。假设以电压为横坐标，电流

10、为纵坐标，用作图法把电压、电流的对应值用平滑曲线连接起来，就构5成二极管的伏一安特性曲线，如下图（图中虚线为错管的伏一安特性，实线为硅管的伏一安特性），下面以二极管的伏一安特性曲线加以说明。一、正向特性当二极管两端加正向电压时，就产生正向电流，正向电压较小时，正向电流极小（几乎为零），这一局部称为死区，相应的A（A）点的电压命名为死区电压。二极管正向导通时，要特别注意它的正向电流不能超过最大值，否那么将烧坏 结。PN二、反向特性当二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流，如图中0c（或O C）段所示。

11、三、反向击穿特性二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。此时的电屉和为反向击穿电压用表示，如图I , mA中CD（或C D）段所示。四、死区电压：错一一硅五、导通电压降：错硅一一半导体二极管的主要参数和分类1Mg根本参数1 .最大整流电流L/ hl（ 完整版 ） 半导体二极管电子教案最大整流电流是指二极管长期工作时，允许通过的最大平均电流使用正向平均电流能超过此值， 否那么 二极管会击 穿。最大反向工作电压最大反向工作电压是指二极管正常工作时，所承受的最高反向电压 （峰值 ） 。通常手册上给出的最大反向工作电压是击穿电压的一半左右。二极管的直流电阻二极管的直流电阻指

12、加在二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流的比值。二极管的正向电阻较小，约为几欧到几千欧；反向电阻很大，一般可达零点几兆欧以上。最高工作频率最高工作频率是指二极管正常工作时上、下限频率，它的大小与 PN 结的结电容有超过此值，二极管单向导电特性变差。课后总结：这次课的重点： 1 、二极管结构及其单向导电性 2 、 死区电压：锗硅3、导通电压降：锗硅4 、二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为 反向击穿 作业：练习册填空 1-5 题板书设计： 一、半导体二极管的结构和符号二、二极管的伏安特性 三、半导体二极管的主要参数和分类7#（完整版）半导体二极管电子教案题目：特殊二极

13、管、二极管白检测及应用教学目标：1、稳压二极管、发光二级管及光电二极管的特点2、学习二极管极性检测3、学习二极管好坏的检测教学重点：1、学习二极管极性检测 2、学习二极管好坏的检测教学难点：1、二极管的检测2、二极管的应用教学方法：讲授教具：色粉笔 新课导入：二极管大家已经知道是什么电子器件，那么如果拿来一个二 极管，如何知道它的正负极？二极管的好坏该怎样检测？这一系列使用前应该做的准备都是必须有的，现在我们就来学习他 的检测方法！新授：稳压二极管 稳压电路利用稳压二极管在反向击穿特性来实现稳压。下面简要介绍稳压二极管根本知识。 一、稳压二极管的工作特性稳压二极管简称稳压管，它的伏一安特性曲线

14、和在电路中的符号如下图。稳压管和普通二极管正 向特性相同，不同的是反向击穿电压较低，且击穿特性陡峭，这说明反向电流在较大范围内变化时，击穿电压根本不变，稳 压管正是利用反向击穿特性来实现稳压的，此时击穿电压称为稳定工作电压，用Uz表示。二、稳压管的主要参数稳定电压Uz稳定电压Uz即反向击穿电压。由于击穿电压与制造工艺、环境温度和工作电流有关，手册中只能给出某一型号的稳压范 围。2.稳定电流Iz稳定电流Iz是指稳压管工作至稳定状态时流过的电流。当稳压管稳定电流小于最小稳定电流时，没有稳定作用；大于最大稳定电流时，管子因过流而损坏。稳压管由于受热而击穿。8日1 4 口福开占卷演件作曲在和并q11发

15、光二极管与光电二极管一、发光二极管发光二极管是一种把电能变成光能的器件，由磷化钱、碑化钱等半导体材料制成，电路符号见图1.4.3,当给发光二极管加上偏压，有一定的电流流过时二极管就会发光，这是由极管的种类按发光的颜色可分为：红色、蓝色、黄色、绿色利不同颜色发光二级管工作电压：发光二极管工作时导通电压比普工作电压PN结的同不同1而不同，一般为济口空穴直接复合放出能量的结果。颜色：发光二濯正负极：管脚引线较长者为正极，较短者为负极。普通绿、红、黄二极管工作电压约为 2v,蓝色发光二极管工作电压一般高于O白色发光二极管电压通常高于;国2A3发比二核旨的帝号和外移发光二极管的工作电流一般为 2mA25

16、mA。发光二极管广泛应用于各种电子仪器仪表、计算机、电视机的电源指示和信号指示，还可以做成七段译码显示器等。二、光电二极管光电二极管又叫光敏二极管，外形如图。光电二极管也是由一个PN结构成，但是它的 PN面积较大，通过管壳上的一个玻璃来接收入射光。它是利用 PN在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小来工作的，具工作电路如。光电 二极管可用于光测量、光电控制等方面，如遥控接收器、光纤通讯、激光头中都用到光电二极管。（ 完整版 ） 半导体二极管电子教案二极管的检测与应用 1 、二极管的识别二极管正负极、规格、功能和制造材料一般可以通过管壳上的标志和查阅手册（本章内容后附有实用资料）来判断，如IN4001 通过壳上的标志可判断正负极，查阅手册可知它是整流管，参数是1A/50V;2CW15 查阅手册可知它是N 型硅材料稳压管。如果管壳上无符号或标志不清，就需要用万用表来检测。 2、二极管的检测二极管的检测主要是判断其正负极和质量好坏。根本方法：选档位将万用表量程调至 RX100Q或 RX1KQ档一般不用RX1Q档，因其电流较大，而 Rx 10K档电压过高管子易击穿测电阻将两表笔分别接触二极管两个电极，测得一个电阻值，交换一次电极再测一次，从而得