电工电子技术电子教案 半导体二极管

教学过程设计表授课班级授课时间课题名称§任务10半导体二极管课型理论课（√）实验课（）技能训练课（）习题课（）复习课（）其他（）签名及审批设计签名年月日审批签名年月日知识目标了解二极管的结构和分类，熟悉二极管的伏安特性，掌握二极管的用途。能力目标了解二极管的结构和分类，熟悉二极管的伏安特性，掌握二极管的用途。教学重点二极管的应用教学难点二极管的应用教学准备（含教学仪器设备、材料用具、参考书目、辅助教材等）1、教学仪器设备：多媒体电教室、电脑、THETDD-1、THWD-2型实训台2、参考书目：教学用书3、辅助教材：THETDD-1、THWD-2型实训指导书课外练习或作业安排请同学们描述一下二极管有哪些应用？

教学过程设计设计意图教学方法时间1、二极管的结构和分类了解二极管的结构和分类讲解102、二极管的伏安特性熟悉二极管的伏安特性讲解253、二极管的应用掌握二极管的用途。讲解354、特殊二极管了解一些特殊的二极管讲解104、小结复习回顾，加强知识点的理解记忆讨论、讲解10教学后记（本课题的教学体会、学生信息反馈及今后教学建议）注：1、本表以2学时为单位设计。2、每学期将教学设计表装订成册。

教师教学笔记教学内容摘要补充资料§11.1半导体二极管1、二极管的结构和分类半导体二极管是由一个PN结两端引出两个电极，加上封装外壳构成的。按照PN结接触面的大小，二极管可分为点接触型和面接触型。其结构示意图如图11-1所示。（a）点接触型（b）面接触型（c）符号图11-1二极管的结构与符号点接触型二极管结面积小、结电容小、正向电流小，用于检波和变频等高频电路；面接触型二极管结面积大、正向电流大、结电容大，用于工频大电流整流电路。按照制造所用的半导体材料，二极管可分为硅管和锗管；按不同用途，二极管可分为普通管、整流管和开关管等。2、二极管的伏安特性（1）伏安特性二极管的主要特点是单向导电性，其特点可用伏安特性曲线说明。伏安特性是指二极管流过的电流与二极管两端电压之间的关系曲线，如图11-2所示。图11-2二极管的伏安特性曲线从上图可以看出，二极管的伏安特性曲线分为四个区。1）死区。当二极管承受的正偏电压还不足以克服内电场对多子扩散运动的阻碍作用时，二极管不能导通，处于正向截止状态，只有当正偏电压大于某数值时，正向电流才开始快速增长，该数值称为死区电压，对应的区域称为死区。硅管和锗管的死区电压分别为0.6V和0.2V。2）导通区。当正偏电压增大到某一数值，PN结内电场的作用被抵消，正向电流急剧增大，二极管导通。硅管和锗管的导通压降分别为0.7V和0.3V。3）反向截止区。如果二极管外加反向电压，二极管内部的PN结加厚，形成很微弱的反向电流，称为反向饱和电流，硅管约为几微安，锗管约几百微安，一般情况下可忽略不计，这时二极管反偏截止。4）反向击穿区。当反偏电压超过某一数值，就会产生急剧增大的反向电流，此时二极管反偏导通。这种反偏导通的现象称为反向击穿，对应的电压称为反向击穿电压，用UBR表示。（2）主要参数参数是选择和使用二极管的依据，其主要参数如下。1）最大整流电流IF。IF是指二极管长期使用时，允许流过的最大正向平均电流。2）最高反向工作电压URM。URM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半。二极管击穿后，其阻值正反向均为零，失去单向导电性。3）最大反向电流IRM。指二极管加最高反向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，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。3、二极管的应用利用二极管的单向导电性，可实现整流、限幅、钳位、检波等作用。（1）钳位作用分析下列电路图，求UAB的大小。取B点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。V阳=-8V>V阴=-12V，二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=-8V否则，UAB低于-8V一个管压降，为-8.3V或-8.7V。此电路中，因为二极管的存在，使得A点电位钳制在低于B点电位的一个固定值，这种作用称为二极管的钳位作用。（2）隔离作用分析下列电路图，求UAB的大小。取B点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。V1阳=-6V，V2阳=0V，V1阴=V2阴=-12VUD1=6V，UD2=12VUD2>UD1所以D2优先导通，D1截止。若忽略管压降，二极管D2可看作短路，UAB=0V。在这里，D2起钳位作用，D1起隔离作用。（3）整流作用分析下列电路图，求uo的输出波形。u正半周，Va>Vb，二极管D导通；u负半周，Va<Vb，二极管D截止。输入输出波形之间的关系如下图所示。从图中可以看出，二极管起到整流作用。（4）限幅作用分析下列电路图：已知uo=18sinωt，二极管是理想的，试画出uo波形。二极管阴极电位为8V。ui>8V，二极管导通，可看作短路，uo=8V；ui<8V，二极管截止，可看作开路，uo=ui。输入输出波形图如下所示。在这里，二极管起限幅作用。4、特殊二极管（1）发光二极管发光二极管具有单向导电并发光的特点。日常生活中所见电器的电源指示灯即为发光二极管。它的符号如图11-3（a）所示。（2）光电二极管光电二极管是在反向电压作用下工作。当无光照时，和普通二极管一样，其反向电流很小。当有光照时，其反向电流增大，称为光电流。利用光电二极管制成光电传感器，可以把光信号转变为电信号，用于控制和测量电路等。它的符号如图11-3（b）所示。（3）稳压二极管稳压二极管加反偏电压，工作在反向击穿区，这种击穿是可逆的，去掉外加电压后，击穿即可恢复。稳压二极管的伏安特性曲线与普通二极管相似，在反向击穿区域，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。它的符号如图11-3（c）所示。稳压二极管的主要参数如下。1）稳定电压UZ稳压管正常工作（反向击穿）时管子两端的电压。2）稳