《模拟电子技术》教学教案(共42单元)247

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：01教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点PN结及其单向导电性重点、难点PN结的形成、PN结的单向导电性教学目标专业能力掌握半导体器件的特性，P型、N型半导体、PN结的形成，PN结的单向导电性方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握PN结的特性及工作原理社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务PN结及其单向导电性物质按其导电能力一般可分为导体，半导体和绝缘体。导电能力较强的物质称为导体，如铜、铝等。没有导电能力的物质称为绝缘体，如塑料、陶瓷等。导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。PN结是制造各种半导体器件的基础。【特别提示】制造半导体器件最常用的半导体材料为硅和锗。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导1.1．半导体的三个特性1）热敏特性和光敏特性通常状态下半导体类似于绝缘体，几乎不导电。但在加热或光照加强时，半导体的阻值显著下降，导电能力增强类似于导体。利用半导体的热敏特性和光敏特性可制成热敏电阻和光敏电阻、光电二极管等元件，用于实现自动测量及自动控制等。半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构所决定的。如图1所示。图1半导体内部结构示意图纯净的半导体又称本征半导体。用于制造半导体器件的硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上有四个电子，这四个电子为相邻的原子所共有，形成共价键结构。2）掺杂特性如果在半导体里掺入少量的杂质，也会使半导体的导电能力增强。例如，在半导体硅或锗中掺入少量外层电子只有三个的硼元素，这种掺入三价元素，空穴为多数载流子，而自由电子为少数载流子的半导体叫空穴型半导体，简称P型半导体。如果在半导体中掺入少量外层电子为五个的磷元素，在和半导体原子组成共价键时，就多出一个电子。这种掺入五价元素，电子为多数载流子，空穴为少数载流子的半导体叫电子型半导体，简称N型半导体。制造半导体二极管、三极管、场效应管等半导体器件，则是利用P型半导体和N型半导体两者的结合，既PN结。PPT、动画演示、图片25知识引导2.PN结1）PN结的形成在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图2所示。图2PN结的形成2）PN结的单向导电性PN结外加正向电压，即P区接电源的正极，N区接电源的负极，称为PN结正偏，如图3(a)所示。图3PN结的单向导电性外加电压在PN结上所形成的外电场与PN结的内电场方向相反，相当于削弱了内电场的作用，使PN结变窄，破坏了原有的动态平衡，加强了多数载流子的扩散运动，形成较大的正向电流。这时称PN结为正向导通状态。如果给PN结外加反向电压，即P区接电源的负极，N区接电源的正极，称为PN结反偏，如图3（b）所示。外加电压在PN结上所形成的外电场与PN结的内电场方向相同，相当于增强了内电场的作用，使PN结变厚，破坏了原有的动态平衡，加强了少数载流子的漂移运动，由于少数载流子的数量很少，所以只有很小的反向电流，一般情况下可以忽略不计。这时称PN结为反向载止状态。PPT、动画演示、图片教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练万用表验证PN结单向导电性将万用表打到二极管档位，将红黑表笔分别接二极管的两侧，听见响声的时候为PN结导通，没有响声的时候为PN结截止。万用表测量、记录5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化PN结与半导体器件PN结正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止，具有单向导电性。这是PN结的重要特性，PN结是制造各种半导体器件的基础。二极管、三极管等都有PN结。PPT、仿真5归纳总结PN结的形成，PN结具有单向导电性，PN结是制造各种半导体器件的基础。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：02教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点半导体二极管的认知重点、难点二极管的伏安特性、二极管的等效电路、二极管的应用教学目标专业能力掌握半导体二极管的结构、分类；二极管的伏安特性、温度特性；二极管的主要参数；二极管的等效电路；二极管的应用方法能力学生利用动画、视频、仿真、实操等掌握二极管的工作原理及应用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务半导体二极管及其应用电路中交流电经过整流、滤波变为了直流电。那整流和滤波是如何实现的？这里来认识一种新器件：半导体二极管,先来看个仿真试验。1．电路图图6-1半导体二极管特性试验原理图由仿真分析可得：如图5.1a所示，二极管的正极接电源的正端，二极管的负极接电源的负端（这种接法称二极管外加正偏电压），可以观察到此时灯亮。如果二极管换一个方向连接，如图5.1b所示，可以观察到此时灯不亮，可见半导体二极管只让一个方向的电流流过。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导二极管的结构及符号二极管的种类按半导体材料来分类，常用的有硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。按工艺结构来分类，有点接触型、面接触型和平面型二极管三种。按封装形式来分类，常见的二极管有金属、塑料和玻璃三种。按照应用的不同，二极管分为整流、检波、开关、稳压、发光、光电、快恢复和变容二极管等。半导体二极管的伏安特性(1)正向特性二极管所加正向电压大于死区电压时，正向电流增加，管子导通，电流随电压的增大而上升，二极管呈现电阻很小，二极管处于正向导通状态。硅二极管的正向导通压降约为0.7V，锗二极管的正向导通压降约为0.3V。(2)反向特性二极管外加反向电压时，反向电流很小（I≈-IS），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的反向饱和电流。二极管呈现的电阻很大，管子处于截止状态。PPT、动画演示、图片25知识引导(3)反向击穿特性当反向电压的值增大到UBR时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿（即电击穿），UBR为反向击穿电压。在路中采取适当的限压措施，就能保证电击穿不会演变成热击穿以避免损坏二极管。4.二极管的温度特性二极管是对温度非常敏感的器件。随温度升高，二极管的正向压降减小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系数（约为-2mV/℃）；温度升高，反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，温度每升高10℃，反向电流大约增加一倍。5.半导体二极管的主要参数（1）最大整流电流IF最大整流电流IF是指二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。（2）反向击穿电压UBR反向击穿电压是指二极管击穿时的电压值。（3）反向饱和电流IS它是指管子没有击穿时的反向电流值。其值愈小，说明二极管的单向导电性愈好。（4）最高反向工作电压URM：：是保证二极管不被击穿而给出的最高反向电压。PPT、动画演示、图片教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练二极管极性的识别和性能的判断1．二极管极性的判定将红、黑表笔分别接二极管的两个电极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的万用表测量、记录5操作训练阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极，如图5-13所示。图5-13二极管极性的测试2．二极管好坏的判定（1）若测得的反向电阻很大（几百千欧以上），正向电阻很小（几千欧以下），表明二极管性能良好。（2）若测得的反向电阻和正向电阻都很小，表明二极管短路，已损坏。（3）若测得的反向电阻和正向电阻都很大，表明二极管断路，已损坏。教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化二极管的应用1.二极管半波整流电路整流电路就是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压转换成单方向的脉动直流电压。2.二极管限幅电路当输入信号电压在一定范围内变化时，输出电压也随着输入电压相应地变化；当输入电压超过该范围时，输出电压保持不变，这就是限幅电路。输出电压开始不变的电压称为限幅电平，当输入电压高于限幅电平时，输出电压保持不变的限幅称为上限幅电路；当输入电压低于限幅电平时，输出电压保持不变的限幅称为下限幅电路；由上、下限幅电路合起来，则组成双向限幅电路。限幅电路可应用于波形变换，输入信号的幅度选择、极性选择和整形变形。PPT、仿真5知识深化归纳总结二极管具有单向导电性，二极管可用于整流、限幅。使用二极管时要注意二极管的正负极，掌握二极管的极性判断。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：03教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点稳压二极管重点、难点稳压二极管的稳压特性、主要参数、稳压二极管的应用教学目标专业能力掌握稳压二极管的特性，稳压二极管的应用电路方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握稳压二极管的特性及工作原理社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务稳压二极管交流电通过变压、整流、滤波之后变为直流电，但是此直流电并不是非常稳定的直流电。如何得到恒定的直流电呢？这里来认识一种新器件：稳压二极管。稳压二极管(Zenerdiode)，又叫齐纳二极管,是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内（或者说在一定功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。1．稳压电路图图6-1稳压二极管组成的稳压电路观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导1.稳压二极管的特性曲线下图为稳压二极管的I/V特性曲线。从图中可以知道，在反向电压达到Uz时，二极管有截止转向导通，此时的电流为最低稳压电流Izmin。由于稳压管此时的动态电阻很小，电流在Izmin到Izmax变化时，电压变化很小基本上维持不变。故起到了稳压的效果。由于pn结具有反向击穿的特性，击穿时，载流子数目急剧增多，使得半导体的电阻率非常小，从而电阻很小。2.稳压二极管的主要参数（1）稳定电压VZVz稳压管反向击穿后其电流为规定值时它两端的电压值。不同型号的稳压管其Vz的范围不同；同种型号的稳压管也常因工艺上的差异而有一定的分散性。所以，Vz一般给出的是范围值，例如2CW11的Vz在3.2～4.5V（测试电流为10mA）。当然，二极管（包括稳压管）的正向导通特性也有稳压作用，但稳定电压只有0.6～0.8V，且随温度的变化较大，故一般不常用。PPT、动画演示、图片25知识引导（2）稳定电流IZIZ是指稳压管正常工作时的参考电流。Iz通常在最小稳定电流IZmin与最大稳定电流IZmax之间。其中IZmin是指稳压管开始起稳压作用时的最小电流，电流低于此值时，稳压效果差；IZmax是指稳压管稳定工作时的最大允许电流，超过此电流时，只要超过额定功耗，稳压管将发生永久性击穿。故一般要求IZmin＜Iz＜IZmax。（3）动态电阻rZrZ是指在稳压管正常工作的范围内，电压的微变量与电流的微变量之比。rZ越小，表明稳压管性能越好。（4）额定功耗PZPz是由管子温升所决定的参数，Pz＝VzIZmax。（5）温度系数αα是指Vz受温度影响的程度。硅稳压管在VZ＜4V时α＜0；在VZ＞7V时，α＞0；在VZ=4～7V时，α很小。PPT、动画演示、图片教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练二极管极性的识别和性能的判断1．稳压二极管极性的判定将红、黑表笔分别接稳压二极管的两个电极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极。2.稳压电路的测量万用表测量、记录教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化稳压二极管的应用稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压管构成的常用稳压电路如下图所示。正常稳压时，VO=VZ。稳压二极管的电流满足IZmin≤IZ≤IZmax例：图中通过稳压管的电流IZ等于多少？R是限流电阻，其值是否合适？PPT、仿真5归纳总结稳压二极管工作在反向击穿区，在一定电流范围内，保持两端电压不变，可以用于稳压电路中。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：04教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点发光二极管重点、难点发光二极管的工作原理、主要参数、发光二极管的应用教学目标专业能力掌握发光二极管的主要参数，发光二极管的应用电路方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握发光二极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务发光二极管发光二极管,通常称为LED,是在电子学世界里面的真正无名英雄。它们做了许多不同工作和在各种各样的设备都可以看见它的存在。基本上,发光二极管只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。什么是发光二极管？有哪些应用？观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导发光二极管的工作原理发光二极管LED（Light-EmittingDiode）是能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。发光二极管的分类（1）按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。（2）按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。（3）按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。（4）按发光强度和工作电流分发光二极管的主要参数（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。（3）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。在外界温度升高时，VF将下降。（4）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（5）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。PPT、动画演示、图片25教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练万用表点亮发光二极管1．发光二极管极性的判断将红、黑表笔分别接发光二极管的两个电极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极。另外，长管脚对应发光二极管的正极，短管脚对应二极管的负极。 2.万用表点亮发光二极管 使用万用表的二极管档位，红表笔接发光二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时发光二极管点亮；如果交换万用表的红黑表笔，发光二极管不亮。3.发光二极管使用注意事项（1）管子极性不得接反，一般讲引线较长的为正极，引线较短的是负极。（2）使用中各项参数不得超过规定极限值。正向电流IF不允许超过极限工作电流IFM值，并且随着环境温度的升高，必须作降额使用。长期使用温度不宜超过75℃。万用表测量、记录5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化发光二极管的应用LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。知识深化1.微型手电电路利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图所示。图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。2.电源指示电路图中的电阻≈（E-VF）/IF；PPT、仿真5归纳总结发光二极管的亮度由电流决定，发光二极管的驱动电路必须加限流电阻，才能正常工作。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：05教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点光电二极管重点、难点光电二极管的工作原理、主要参数、光电二极管的应用教学目标专业能力掌握光电二极管的主要参数，光电二极管的应用电路方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握光电二极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务光电二极管光电二极管（Photo-Diode）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。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。什么是光电二极管？光电二级管是怎样把光信号转换成电信号的呢？有哪些应用？观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导光电二极管的工作原理光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。光敏二极管的电路符号如图所示。光敏二极管一般有两种工作状态：（1）当光敏二极管上加有反向电压时，管子中的反向电流随光强变化而正比变化；（2）光敏二极管上不加反压，利用PN结在受光照（包括可见光、不可见光）时产生正向压降的原理，作微型光电池使用。光电二极管的分类（1）PN型(也称PD)特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。用途：照度计、彩色传感器、光电三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝光计。（2）PIN型特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、光电三极管、写字笔、传真（3）发射键型特性：使用Au薄膜与N型半导体结代替P型半导体用途：主要用于紫外线等短波光的检测（4）雪崩型特性：相应速度非常快，因具有倍速做用，故可检测微弱光用途：高速光通信、高速光检测PPT、动画演示、图片25光电二极管的主要参数（1）最高反向工作电压；（2）暗电流；（3）光电流；（4）灵敏度；（5）结电容；（6）正向压降；（7）响应时间；教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练光电二极管的检测1．电阻测量法用万用表1k挡。光电二极管正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻为∞时，这管子是好的(反向电阻不是∞时说明漏电流大)；有光照时，反向电阻随光照强度增加而减小，阻值可达到几kΩ或1kΩ以下，则管子是好的；若反向电阻都是∞或为零，则管子是坏的。 2.电压测量法 用万用表1V档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在光照下，其电压与光照强度成比例，一般可达0．2—0．4V。 3.短路电流测量法 用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在白炽灯下(不能用日光灯)，随着光照增强，其电流增加是好的，短路电流可达数十至数百μA。万用表测量、记录5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化光电二极管的应用在红外遥制系统中，光电二极管(也称光敏二极管)及光电三极管(也称光敏三极管)均为红外线接收管，它把接收到的红外线变成电信号，经过放大及信号处理后用于各种控制。除广泛用于红外线遥控外，还可用于光纤通信、光纤传感器、工业测量、自动控制、火灾报警器、防盗报警器、光电读出装置(纸带读出器、条形码读出器等)及光电耦合器等方面。1.分压电路直接分压输出：光电流Ip，则输出电压Vo=IpR。简单，信号较微弱，用光电三极管代替光电二极管效果非常好！5归纳总结光电二极管的一般工作在反向电压下，能够把光信号转换成电信号的光电传感器件。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：06教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点三极管的结构重点、难点三极管的结构、三极管的分类、三极管的检测教学目标专业能力完成三极管的检测方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握三极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务三极管的结构便携式喊话器应用广泛。教师,导游,商场促销等需要长时间用嗓子和大声说话的人都需要它。有了小巧的它,你就省力多了。而且说话的效果又好。那么喊话器是如何完成声音信号的放大的呢?我们先来认识一下三极管元件。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导三极管的结构三极管具有放大作用是由其结构决定的，下面先来看看三极管的结构和分类。三极管是由两个PN结、三个区、引出三个电极而构成。如图2所示。图2三极管结构示意图和符号三极管内部的三个区分别称集电区、基区和发射区，三个区相比较基区最薄，发射区掺杂浓度最高，集电区面积最大。集电区和发射区虽然属于同一类型的掺杂半导体，但不能掉换使用与集电区相连接的PN结称集电结，与发射区相连接的PN结称发射结。由三个区引出的三个电极分别称集电极C、基极B和发射极E。2.三极管的分类按三个区的组成形式，三极管可分为NPN型如图2（a）所示和PNP型如图2（b）所示两种。从符号上区分，NPN型发射极箭头向外，PNP型发射极箭头向里。发射极的箭头方向除了用来区分类型之外，更重要的是表示三极管工作时，发射极电流的流动方向。三极管如按所用的半导体材料可分为硅管和锗管；按功率可分为大、中、小功率管；按频率特性可分为低频管和高频管等。PPT、动画演示、图片25教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练三极管的检测用万用表判别管脚的根据是：把晶体三极管的结构看成是两个背靠背的PN结，如图3所示，对NPN管来说，基极是两个结的公共阳极，对PNP管来说，基极是两个结的公共阴极。1．基极B和三极管类型的判断将指针式万用表欧姆档置“R×100”或“R×1K”处，先假设三极管某极为“基极”，并将黑笔接在假设的基极上，再将红表笔先后接到其余两个电极上，如果两次测得的电阻值都很大（或者都很小），约为几千欧至十几千欧（或约为几百欧至几千欧），而对换表笔后测得的两个电阻值都很小（或很大），则可确定假设基极是正确的。如果两次得到电阻值是一大一小，则可肯定原假设的基极是错误的，这时就必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述的测试。最多重复两次就可找到真正的基极。当基极确定以后，将黑表笔接基极，红表笔分别接其他两极。此时，若测得的电阻值都很小，则该三极管为NPN型管，反之，则为PNP管型。2.集电极C和发射极E的判断 以NPN型管为例。把黑表笔接到假设的集电极C上，红表笔接到假设发射极E上，并且用手捏住B和C极（不能使B和C直接接触），通过人体，相当于在B和C之间接入偏置电阻。读出表头所示C、E间的电阻值，然后将红、黑两表笔反接重测。若第一次电阻值比第二次小，说明原假设成立，黑表笔所接为三极管集电极C，红表笔所接为二极管发射极E，因为C、E间的电阻值小正说明通过万用表的电流大、偏置正常。万用表测量、记录5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化三极管的命名方法半导体器件型号由五部分（场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分）组成。五个部分意义如下：第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时：A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时：A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F3MHz,Pc1W）、A-高频大功率管（f>3MHz,Pc>1W）、T-半导体晶闸管（可控整流器）、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。第四部分：用数字表示序号第五部分：用汉语拼音字母表示规格号例如：3DG18表示NPN型硅材料高频三极管5归纳总结三极管也是一种半导体元器件，由两个PN结组成，能够完成信号放大。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：07教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点三极管的工作原理重点、难点三极管工作原理、三极管放大的条件教学目标专业能力三极管工作原理、三极管放大的条件方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握三极管的工作原理社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务三极管的工作原理教师上课用的扩音器，声音放大，效果好。那么扩音器是如何完成声音信号的放大的呢?三极管放大信号需要什么条件呢？观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导三极管的工作原理在前面引例中可以看到三极管具有放大作用，为什么三极管具有防大作用，下面以常用的NPN型三极管为例进行讨论，见图1。三极管要实现放大作用，其条件是发射结正偏，集电结反偏。如NPN型三极管，UBE＞0发射结正偏，UCB＜0集电结反偏；PNP型三极管，UBE＜0发射结正偏，UCB＞0集电结反偏。图1电流分配图1（a）为NPN型三极管放大工作必须提供的外部条件，图中的基极电源EB使发射结正偏，集电极电源EC＞EB使集电结反偏。三极管内部载流子的运动规律如图1（b）所示，图中所画出的载流子的运动方向是电子流方向，电子带负电荷。下面分析电子流的运动过程及各极电流的形成。（1）发射区发射电子形成IE发射结正偏，由于发射区掺杂浓度高而产生的大量自由电子，在外场的作用下，被发射到基区。两个电源的负极同时向发射区补充电子形成发射极电流IE，IE的方向与电子流方向相反。（2）基区复合电子形成IB发射区发射到基区的大量电子有很少一部分与基区中的空穴复合，复合掉的空穴由基极电源EB正极补充形成基极电流IB。（3）集电区收集电子形成IC集电结反偏，在基区没有被复合掉的大量带负电荷的电子，在外加强电场EC正极吸引力的作用下被收集到集电区，并流向集电极电源正极形成集电极电流IC。根据KCL定律，三个电流之间的关系为IE＝IB＋IC（5-1）PPT、动画演示、图片30如果发射结正偏压UBE增大，发射区发射的载流子增多，IB、IC和IE都相应增大。通过实验可以验证：改变UBE时IC与IB几乎是按一定的比例变化。其比值定义为，称为三极管的直流电流放大系数，一般在几十至上百倍。（5-2）则有IC＝IB(5-3)IE＝IB＋IC＝IB＋IB＝(1＋)IB(5-4)从上述表达式(6-3)和式(6-4)可见，当IB有很小的变化时，就会导致IC及IE有较大的变化，这就是所谓三极管的电流放大作用。这种放大作用的实质是一种电流的控制作用，即以很小的基极电流IB控制较大的集电极电流IC。【特别提示】三极管要实现放大作用，其条件是发射结正偏，集电结反偏。如NPN型三极管，UBE＞0发射结正偏，UCB＜0集电结反偏；PNP型三极管，UBE＜0发射结正偏，UCB＞0集电结反偏。教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化电流放大转换为电压信号如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。图2共发射极基本放大电路PPT、动画演示、图片5归纳总结三极管工作在发射结正偏，集电结反偏时，能够完成信号的放大。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：08教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点三极管的特性曲线重点、难点三极管的伏安特性、三极管三个工作区的条件、判断教学目标专业能力完成三极管的伏安特性的测量方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握三极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务三极管的特性曲线三极管的伏安特性是指各电极间电压与电流的关系曲线。它是分析三极管放大电路的重要依据。伏安特性可用晶体三极管图示仪测出，也可以通过实验的方法测得。下面以常用的NPN型管共发射极放大电路为例来讨论。实验电路如图1所示图1伏安特性测试电路观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导三极管的伏安特性（1）输入特性输入特性是指在集射极之间电压UCE为常数时，基极电流IB与基射极之间电压UBE的关系曲线IB＝f（UBE），如图2（a）所示。图2伏安特性曲线当UCE≥1时集电结反偏，三极管可以工作在放大区，IB由UBE确定。它和二极管的伏安特性曲线基本相同，也有一段死区，只有UBE大于死区电压，才有IB电流，三极管才工作在放大区。在放大区，硅管的发射结压降UBE一般取0.7V，锗管的发射结压降UBE一般取0.3V。（2）输出特性输出特性是指在基极电流IB为常数时，集电极电流IC与集射极电压UCE之间的关系曲线IC＝f（UCE），如图5-26（b）所示。输出特性曲线可分为三个区，也就是三极管的三种工作状态。=1\*GB3①放大区输出特性曲线近似于水平的部分称为放大区。三极管工作在放大区的条件是发射结正偏，集电结反偏，特点是IC＝IB。在放大区，当发射结UBE一定时，IB为定值，发射到基区的电子数也是定值，当UCE≥1时集电结反偏，足以把基区没有复合的电子全部收集到集电极，所以UCE再增加已没有更多的载流子参与导电。因此，在放大区IC仅由IB决定。=2\*GB3②截止区IB＝0曲线以下的区域称为截止区。三极管处于截止区的条件是两个PN结均反偏，特点是IB＝0、IC＝ICEO≈0，无放大作用。PPT、动画演示、图片20知识引导=3\*GB3③饱和区输出特性曲线迅速上升和弯曲部分之间的区域称为饱和区。三极管工作在饱和区的条件是两个PN结均正偏，特点是集电极与发射极之间的压降很小，UCE≤1V，有IB和IC，但IC≠IB。IC已不受IB控制，无放大作用。教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练三极管的伏安特性的测量实验电路如图3所示图3伏安特性测试电路调节电位器RP，使输入电压uI由零逐渐增大，如表1所示，用万用表测出对应的uBE、uO值，并计算出iC，记入表中。万用表测量、记录10教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化三极管工作状态的判断【例】在收音机的放大电路中，如果测得如图4中所示各管脚的电压值，问各三极管分别工作在哪个区？图4解：分析这类问题主要是根据各极之间的电压来判断，图中均为NPN型三极管。图4（a）UB＞UE，UB＞UC，两个PN结均正偏，三极管工作在饱和区。图4（b）UB＞UE，UB＜UC，发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大区。图4（c）UB＜UE，UB＜UC，两个PN结均反偏，三极管工作在截止区。5归纳总结三极管在不同的工作条件下，可以工作在放大区、饱和区、截止区。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：09教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点三极管的主要参数重点、难点三极管的主要参数、三极管的类型及材料、三极管的选用教学目标专业能力三极管的正确选用方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握三极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务三极管的主要参数当你制作一个小电路时如何选用合适的三极管呢?当你需要一只三极管，而又找不到同型号的管子时，如何用其它型号的管子代替呢?这就需要考虑三极管的参数。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导三极管的主要参数1.三极管的类型及材料首先必须清楚三极管的类型及材料。常用三极管的类型有NPN型与PNP型两种。由于这两类三极管工作时对电压的极性要求不同，所以它们是不能相互代换的。三极管的材料有锗材料和硅材料。它们之间最大的差异就是起始电压不一样。锗管PN结的导通电压为0.2V左右，而硅管PN结的导通电压为0.6～0.7V。在放大电路中如果用同类型的锗管代换同类型的硅管，或用同类型的硅管代换同类型的锗管一般是可以的，但都要在基极偏置电压上进行必要的调整，因为它们的起始电压不一样。但在脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否能互换必须具体分析，不能盲目代换。2.三极管的主要参数直流参数（1）集电极一基极反向饱和电流Icbo：发射极开路（Ie=0)时，基极和集电极之间加上规定的反向电压Vcb时的集电极反向电流，它只与温度有关，在一定温度下是个常数，所以称为集电极一基极的反向饱和电流。良好的三极管，Icbo很小，小功率锗管的Icbo约为1～10微安，大功率锗管的Icbo可达数毫安，而硅管的Icbo则非常小，是毫微安级。（2）集电极一发射极反向电流Iceo(穿透电流）：基极开路（Ib=0）时，集电极和发射极之间加上规定反向电压Vce时的集电极电流。Iceo大约是Icbo的β倍即Iceo=(1+β)IcbooIcbo和Iceo受温度影响极大，它们是衡量管子热稳定性的重要参数，其值越小，性能越稳定，小功率锗管的Iceo比硅管大。（3）发射极---基极反向电流Iebo：集电极开路时，在发射极与基极之间加上规定的反向电压时发射极的电流，它实际上是发射结的反向饱和电流。（4）直流电流放大系数β1（或hEF）：这是指共发射接法，没有交流信号输入时，集电极输出的直流电流与基极输入的直流电流的比值，即：β1=Ic/IbPPT、动画演示、图片25知识引导交流参数（1）交流电流放大系数β（或hfe）：这是指共发射极接法，集电极输出电流的变化量△Ic与基极输入电流的变化量△Ib之比，即：β=△Ic/△Ib一般晶体管的β大约在10-200之间，如果β太小，电流放大作用差，如果β太大，电流放大作用虽然大，但性能往往不稳定。（2）共基极交流放大系数α（或hfb）：这是指共基接法时，集电极输出电流的变化是△Ic与发射极电流的变化量△Ie之比，即：α=△Ic/△Ie因为△Ic＜△Ie，故α＜1。高频三极管的α＞0.90就可以使用α与β之间的关系：α=β/（1+β）β=α/（1-α）≈1/（1-α）（3）截止频率fβ、fα当β下降到低频时0.707倍的频率，就是共发射极的截止频率fβ；当α下降到低频时的0.707倍的频率，就是共基极的截止频率fαofβ、fα是表明管子频率特性的重要参数，它们之间的关系为：fβ≈（1-α）fα（4）特征频率fT因为频率f上升时，β就下降，当β下降到1时，对应的fT是全面地反映晶体管的高频放大性能的重要参数。极限参数（1）集电极最大允许电流ICM当集电极电流Ic增加到某一数值，引起β值下降到额定值的2/3或1/2，这时的Ic值称为ICM。所以当Ic超过ICM时，虽然不致使管子损坏，但β值显着下降，影响放大质量。（2）集电极----基极击穿电压BVCBO当发射极开路时，集电结的反向击穿电压称为BVEBO。（3）发射极-----基极反向击穿电压BVEBO当集电极开路时，发射结的反向击穿电压称为BVEBO。（4）集电极-----发射极击穿电压BVCEO当基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，使用时如果Vce＞BVceo，管子就会被击穿。（5）集电极最大允许耗散功率PCM集电流过Ic，温度要升高，管子因受热而引起参数的变化不超过允许值时的最大集电极耗散功率称为PCM。管子实际的耗散功率，Pc=Uce×Ic.使用时庆使Pc＜PCM。PCM与散热条件有关，增加散热片可提高PCM。教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化小功率三极管的选用小功率三极管在电子电路中的应用最多。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作频率大概是多少。如中波收音机振荡器的最高频率是2MHz左右；而调频收音机的最高振荡频率为120MHz左右；电视机中VHF频段的最高振荡频率为250MHz左右；UHF频段的最高振荡频率接近1000MHz左右。工程设计中一般要求三极管的fT大于3倍的实际工作频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率fT。由于硅材料高频三极管的fT一般不低于50MHz，所以在音频电子电路中使用这类管子可不考虑fT这个参数。小功率三极管BVCEO的选择可以根据电路的电源电压来决定，一般情况下只要三极管的BVCEO大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是感性负载时，如变压器、线圈等时BVCEO数值的选择要慎重，感性负载上的感应电压可能达到电源电压的2～8倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的BVCEO都不低于15V，所以在无电感元件的低电压电路中也不用考虑这个参数。一般小功率三极管的ICM在30～50mA之间，对于小信号电路一般可以不予考虑。但对于驱动继电器及推动大功率音箱的管子要认真计算一下。当然首先要了解继电器的吸合电流是多少毫安，以此来确定三极管的ICM。当我们估算了电路中三极管的工作电流(即集电极电流)，又知道了三极管集电极到发射极之间的电压后，就可根据P=U×I来计算三极管的集电极最大允许耗散功率PCM。国产及国外生产的小功率三极管的型号极多，它们的参数有一部分是相同的，有一部分是不同的。只要你根据以上分析的使用条件，本着“大能代小”的原则(即BVCEO高的三极管可以代替BVCEO低的三极管；ICM大的三极管可以代替ICM小的三极管等），就可对三极管应用自如了。PPT、动画演示、图片10归纳总结了解三极管的主要参数，是正确选用三极管的前提。在学习的过程中还会遇到形形色色的半导体元器件，它们的选用还需查阅有关手册。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：10教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数0.5教学内容主要知识点光电三极管重点、难点光电三极管的外形及结构、光电三极管的工作原理、光电三极管的分类及选用，光电三极管的特性曲线教学目标专业能力光电三极管的正确选用方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握光电三极管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务光电三极管大家都熟悉路灯在天亮的时候会自动关闭，天黑的时候会自动开启。这是如何实现的呢？首先来认识一下新的元器件，光电三极管。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导光电三极管1.光电三极管的外形及结构以接受光的信号而将其变换为电气信号为目的而制成之晶体管称为光敏三极管,也叫光电三极管,英文名是PhotoTransister。光电三极管外型及符号如图2所示。图2光电三极管外型及符号2.光电三极管的工作原理光敏三极管一般在基极开放状态使用(外部导线有两条线的情形比较多)，而将电压施加至射极、集极之两个端子，以便将逆偏压施至集极接合部。在此状态下，光线入射于基极之表面时，受到反偏压之基极、集电极间即有光电流(Iλ)流过，发射极接地之晶体管的情形也一样，电流以晶体管之电流放大率(hfe)被放大而成为流至外部端子之光电流(Ic)，为便于了解起见，请参照图4所示。达林顿晶体管工作情况；电流再经过次段之晶体管的电流放大率被放大，其结果流至外部导线之光电流即为初段之基极、集极间所流过之光电流与初段及后段之晶体管的电流放大率三者之积。图4

光敏三极管的等效电路PPT、动画演示、图片10知识引导3.光电三极管的分类（1）由外观上，可以区分为罐封闭型与树脂封入型，而各型又可分别分为附有透镜之型式及单纯附有窗口之型式。（2）就半导体晶方言之，材料有硅(Si)与锗(Ge)，大部份为硅。（3）在晶方构造方面，可分为普通晶体管型与达林顿晶体管型。（4）再从用途加以分类时，可以分为以交换动作为目的之光敏三极管与需要直线性之光敏三极管，但光敏三极管的主流为交换组件，需要直线性时，通常使用光二极管。4.光电三极管的特性曲线（1）光谱特性光电三极管存在一个最佳灵敏度的峰值波长。当入射光的波长增加时，相对灵敏度要下降。因为光子能量太小，不足以激发电子空穴对。当入射光的波长缩短时，相对灵敏度也下降，这是由于光子在半导体表面附近就被吸收，并且在表面激发的电子空穴对不能到达PN结，因而使相对灵敏度下降。（2）伏安特性光电三极管的伏安特性曲线如图所示。光电三极管在不同的照度下的伏安特性，就像一般晶体管在不同的基极电流时的输出特性一样。因此，只要将产生的光电流看作基极电流，就可将光敏三极管看作一般的晶体管。光电三极管能把光信号变成电信号，而且输出的电信号较大。（3）温度特性光电三极管的温度特性曲线反映的是光电三极管的暗电流及光电流与温度的关系。从特性曲线可以看出，温度变化对光电流的影响很小，而对暗电流的影响很大．所以电子线路中应该对暗电流进行温度补偿，否则将会导致输出误差。（4）频率特性光电三极管的频率特性曲线如图所示。光电三极管的频率特性受负载电阻的影响，减小负载电阻可以提高频率响应。一般来说，光电三极管的频率响应比光电二极管差。对于锗管，入射光的调制频率要求在5kHz以下。硅管的频率响应要比锗管好。教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化光电三极管的应用光电三极管主要应用于开关控制电路及逻辑电路。1.亮通光电控制电路当有光线照射于光电器件上时，使继电器有足够的电流而动作，这种电路称为亮通光电控制电路，也叫明通控制电路。最简单的亮通电路如图9所示。图9亮通光电控制电路2.暗通光电控制电路 如果光电继电器不受光照时能使继电器动作，而受光照时继电器释放，则称它为暗通控制电路。另一种方法是在亮通电路的基础上加一级倒相器，也可完成暗通电路的作用。要说明的是，亮通和暗通是相对而言的，以上分析都是假定继电器高压开关工作在常开状态，如工作在常闭状态，则亮通和暗通也就反过来。图10暗通光电控制电路5归纳总结光电晶体管和普通晶体管类似，也有电流放大作用。只是它的集电极电流不只是受基极电路的电流控制，也可以受光的控制。但它的光电特性不如光电二极管好，在较强的光照下，光电流与照度不成线性关系。所以光电晶体管多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：11教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数0.5教学内容主要知识点光电耦合器重点、难点光电耦合器的工作原理、光电耦合器的分类及选用，光电耦合器的特性、光电耦合器的应用教学目标专业能力光电耦合器的正确选用方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握光电耦合器的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务光电耦合器对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器就很容易实现了。图1中（a）所示电路就是用光电耦合器组成的简单开关电路。观看图片、动画、仿真5教学步骤教学内容学生活动时间分配知识引导1.光电耦合器的工作原理光电耦合器是一种把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。当输入电信号加到输入端发光器件LED上，LED发光，光接受器件接受光信号并转换成电信号，然后将电信号直接输出，或者将电信号放大处理成标准数字电平输出，这样就实现了“电－光－电”的转换及传输，光是传输的媒介，因而输入端与输出端在电气上是绝缘的，也称为电隔离。光敏三极管多半将半导体晶方装定在TO-18或TO-5封装引脚座后，利用附有玻璃之凸透镜及单纯之玻璃窗口之金属罩封闭成密不透气状态。在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电--光--电的转换。2.光电耦合器的基本工作特性（1）共模抑制比很高在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（2pF以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。（2）输出特性光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。当IF>0时，在一定的IF作用下，所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。（3）光电耦合器可作为线性耦合器使用。在发光二极管上提供一个偏置电流，再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。图4

光敏三极管的等效电路PPT、动画演示、图片10知识引导3.光电耦合器的分类由于光电耦合器的品种和类型非常多，其型号超过上千种，通常可以按以下方法进行分类：（1）按光路径分：可分为外光路光电耦合器（又称光电断续检测器）和内光路光电耦合器。外光路光电耦合器又分为透过型和反射型光电耦合器。（2）按输出形式分：光敏器件输出型、NPN三极管输出型、达林顿三极管输出型、逻辑门电路输出型、低导通输出型、光开关输出型、功率输出型。（3）按封装形式分：可分为同轴型，双列直插型，TO封装型，扁平封装型，贴片封装型，以及光纤传输型等。（4）按传输信号分：可分为数字型光电耦合器（OC门输出型，图腾柱输出型及三态门电路输出型等）和线性光电耦合器（可分为低漂移型，高线性型，宽带型，单电源型，双电源型等）。（5）按速度分：可分为低速光电耦合器（光敏三极管、光电池等输出型）和高速光电耦合器（光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型）。（6）按通道分：可分为单通道，双通道和多通道光电耦合器。（7）按隔离特性分：可分为普通隔离光电耦合器（一般光学胶灌封低于5000V，空封低于2000V）和高压隔离光电耦合器（可分为10kV,20kV,30kV等）。（8）按工作电压分：可分为低电源电压型光电耦合器（一般5～15V）和高电源电压型光电耦合器（一般大于30V）。2.光电耦合器的选用选择光电耦合器注意事项：（1）在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源，若两端共用一个电源，则光电耦合器的隔离作用将失去意义。（2）当用光电耦合器来隔离输入输出通道时，必须对所有的信号（包括数位量信号、控制量信号、状态信号）全部隔离，使得被隔离的两边没有任何电气上的联系，否则这种隔离是没有意义的。PPT、动画演示、图片教学步骤教学内容学生活动时间分配知识深化光电耦合器的应用1.开关电路在图1（a）中，当无脉冲信号输入时，三极管BG处于截止状态，发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻非常大，相当于开关“断开”。当输入端加有脉冲信号时，BG导通，发光二极管发光，则a、b两端电阻变得很小，图1相当于开关“接通”。故称无信号时开关不通，为常开状态。图1中（b）所示电路则为“常闭”状态，因为无信号输入时，虽BG截止，但发光二极管有电流通过而发光，使a、b两端处于导通状态，相当于开关“接通”。当有信号输入时，BG导通，由于BG的集电结压降在0．3V以下，远小于发光二极管的正向导通电压，所以发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻极大，相当于开关“断开”，故称“常闭”式。可见，开关a、b端在电路中不受电位高低的限制，但在使用中应满足a端电位为正，b端为负，并使U&ab>3V为好，同时还应注意Uab应小于光电三极管的BVceo。PPT、动画演示、图片5归纳总结 对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器就很容易实现了。使用光电耦合器，输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源。PPT、图片5作业课后练习教学参考资料、网站[1]张志良主编《模拟电子技术基础》，机械工业出版社[2]邓木生、周红兵，《模拟电子电路分析与应用》，高等教育出版社，2008年11月出版[3]吴志荣，《电子技术与实践》，高等教育出版社，2008年11月出版[4]余红娟，《电子技术基本技术技能》，人民邮电出版社[5]余红娟，《电子电路分析与调试》，人民邮电出版社[6]胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版课外学习网站1．/深圳市创明达电子科技有限公司2．/综合电子论坛3．/电子开发网4．/info/电子天下5．/6．/应用电子网7．/中国电子制作8./show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站教学后记（包括自我评价与学生评价，教学过程的全面分析）动画演示形象，学生容易接受（注：教学过程设计部分可加页；表格中的单元格可合并、拆分）

《模拟电子技术》课程电子教案教师：序号：12教学项目（任务）名称常用半导体器件课时数1教学内容主要知识点MOS场效应管结构与工作原理重点、难点MOS场效应管的工作原理、MOS场效应管的选用，MOS场效应管的伏安特性、MOS场效应管的分类教学目标专业能力MOS场效应管的正确选用方法能力学生利用动画、仿真、实操等掌握MOS场效应管的使用社会能力提高逻辑思维能力，锻炼理性思维。学生情况分析高职高专学生教学环境要求多媒体教室与实训室教学方法理论与实操相结合，即学即练教学手段多媒体教学，小组协作训练教学过程设计教学步骤教学内容学生活动时间分配明确任务MOS场