模拟电子技术教案

1、。教学计划教学时数：2教师：赵启学教学时数：主题：半导体二极管教学目的：1.了解PN结及其单向导电性2.了解半导体二极管的组成和类型教学重点：1 .PN结及其单向导电性。二极管结的组成教学难点：PN结及其单向导电性教学类型：理论课教学方法：讲授法和启发式教学教学过程：引入新课程：模拟电子技术基础是一门技术基础入门课程。没有任何一门课程像电子技术的发展一样能够迅速发展并日新月异。从1947年开始，贝尔实验室制造了第一个晶体管；1958年，集成电路；1969年，大规模集成电路；1975年，超大规模集成电路一开始有4个晶体管，1997年，一个集成电路有40亿个晶体管。不管它如何改变，它永远不会改变，

2、这就是我们在这节课上讨论的。(10分钟)教授新的课程：一、PN结(30分钟)1.在这个证书中什么是半导体，什么是半导体？(10分钟)半导体：导体和绝缘体之间具有导电性的物质本征半导体：具有纯(无杂质)晶体结构(稳定结构)的半导体，是所有半导体器件的基本材料。常见的四价元素硅和锗。2.杂质半导体(20分钟)n型半导体：在本征半导体中加入微量五价元素会增加自由电子的浓度，成为多数载流子(多载流子)，空穴成为少数载流子(少数载流子)。见图(a)p型半导体：在本证书的半导体中加入微量三价元素，增加了空穴的浓度，使其成为多载流子，电子成为少数载流子。以空穴传导为主要因素的杂志半导体称为P型半导体。见图(

3、b)3.PN结在p型和n型半导体之间的界面上形成的薄层是PN结。二.PN结的单一电导率(20分钟)当PN结加直流电压时，它可以有一个大的正向扩散电流，即它表现出低电阻，这就是所谓的PN结传导；当反向电压施加到PN结时，只有小的反向漂移电流，表现出高电阻。我们关闭了PN结。这是PN结的单向导电性。1.正偏压外加直流电压(正向偏置)电源的正极连接到磷区，负极连接到氮区外部电场的方向与内部电场的方向相反。外部电场减弱内部电场耗尽层变窄扩散运动漂移多子扩散形成正向电流(与外部电场方向相同)2.反偏压添加反向电压(反向偏置)。电源的正极连接到N区，负极连接到P区外部电场的方向与内部电场的方向相同。外部电

4、场增强内部电场耗尽层变宽漂移运动扩散运动少数载流子漂移形成反向电流三.半导体二极管的组成和类型(20分钟)1.半导体二极管的组成具有相应电极引线并封装有外壳的PN结构成半导体二极管。2.半导体二极管的类型(1)根据半导体材料的不同，二极管可分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管。(2)根据结构的不同，二极管可以分为三种类型：点接触型、面接触型和平面型二极管。点接触二极管PN结面积小，结电容小，因此在高频检测和脉冲数字电路中主要用作开关元件。表面接触二极管具有大的PN结面积和小的结电容，因此被广泛应用于低频整流电路中。平面二极管的PN结面积有大有小。本课总结：1.在n型半导体中，自由电子是多数载流

5、子，热激发形成的空穴是少数载流子。p型半导体，空穴是多数载流子，热激发形成的自由电子是少数载流子2.PN结的单向导电性意味着当施加直流电压时PN结导通，当施加反向电压时pn结截止。3.半导体二极管的组成：一个PN结加上相应的电极引线，用管壳封装。A当直流电压施加到PN结时，它是导通的。操作：P22 1，2，3当施加反向电压时，它处于断开状态教学反思：教学计划教学时数：2教师：赵启学教学时数：主题：半导体二极管教学目的：1、掌握半导体二极管的伏安特性和主要参数2.理解使用半导体二极管的常识教学重点：1 .二极管2的符号和主要参数。二极管的伏安特性教学难点：二极管的伏安特性教学类型：理论课教学方法

6、：讲座、启发式教学和观察教学过程：引入新课程：回顾我们在上一课1中学到的东西。在氮型半导体中，自由电子是多数载流子，热激发形成的空穴是少数载流子。p型半导体，空穴是多数载流子，热激发形成的自由电子是少数载流子。2.PN结的单向导电性意味着当施加直流电压时PN结处于导通状态，当施加反向电压时pn结处于截止状态。3.半导体二极管的组成：一个PN结加上相应的电极引线，用管壳封装。(10分钟)教授新的课程：一、半导体二极管的伏安特性(30分钟)1.PN结伏安特性方程PN结两端的电压u和流经PN结的电流I之间的关系：I=ISeUUT-1IS是PN结的反向饱和电流UT是温度的等效电压，UT26mVu和I在

7、正偏差中为正，在负偏差中为负积极偏见：UUT；i=iseuut；U=0反向偏差：UUT；我=-是2.二极管伏安特性曲线(1)积极特征当施加的直流电压较小时，外部电场不足以克服内部电场对多重扩散的阻力，PN结仍处于截止状态。当直流电压大于死区电压时，正向电流随着直流电压的增加而迅速上升。硅管的死区电压一般约为0.5V，锗管的死区电压约为0.2v(2)反向特性在二极管电压下，反向电流非常小(I-IS)，并且在很宽的反向电压范围内几乎是恒定的，所以这个电流值被称为二极管的反向饱和电流结论：(1)二极管是非线性元件(2)二极管具有单一导电性(3)反向击穿特性从图1.1.7可以看出，当反向电压值增加到U

8、BR时，当反向电压加到反向电压上时，电流和电压之间的关系称为二极管的反向特性。从图1.1.7可以看出，当二极管施加的反向值略微增加时，反向电流将急剧增加，这称为反向击穿，UBR为反向击穿电压。利用二极管的反向击穿特性，它们可以制成齐纳二极管，但普通二极管不允许在反向击穿区工作3.温度对二极管特性的影响二极管对温度非常敏感。实验结果表明，随着温度的升高，二极管的正向压降减小，正向伏安特性向左移动，即二极管的正向压降具有负温度系数(约-2mV/)；随着温度的升高，反向饱和电流将增加，反向伏安特性将下降。温度每升高10，反向电流将增加一倍二：半导体二极管使用的一般知识(30分钟)1.二极管型号国产二

9、极管模型由五部分组成，符号含义见表1.1.1。表1.1.12.二极管的主要参数(1)最大整流电流最大整流电流IFM是指当二极管长时间连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。(2)最大反向电压URM施加在二极管上的最大允许反向电压。(3)反向饱和电流它是指管道未破裂时的反向电流值。值越小，二极管的单向导电性越好。另外(4)最高工作频率fM:主要取决于PN结的结电容大小。理想二极管：正向电阻为零，正向导通短路，忽略正向压降；反向电阻为无穷大，反向截止为开路，反向漏电流被忽略。3.二极管pi的判断将红色和黑色探针分别连接到二极管的两个电极上。如果测得的电阻值很小(低于几千欧姆)，连接到黑色

10、探针的电极是二极管的阳极，连接到红色探针的电极是二极管的阴极；如果测得的电阻值很大(几百千欧姆以上)，连接到黑色探针的电极是二极管的负电极，连接到红色探针的电极是二极管的正电极。(2)质量判断如果测得的反向电阻很大(几百千欧姆以上)，而测得的正向电阻很小(几千欧姆以下)，则表明二极管性能良好。如果测得的反向电阻和正向电阻较小，则表明二极管短路和损坏。如果测得的反向电阻和正向电阻都很大，则表明二极管损坏。本课总结：(10分钟)1.半导体二极管的伏安特性：硅管的死区电压一般约为0.5V，锗管的死区电压约为0.2v2.二极管的主要参数：最大整流电流最大反向电压URM最大工作频率fM反向饱和电流3.半

11、导体二极管的测量(1)反向电阻很大，正向电阻很小，二极管性能好(2)如果测得的反向电阻和正向电阻很小，则表明二极管短路损坏。(3)如果测得的反向电阻和正向电阻都很大，则表明二极管损坏。(10分钟)作业：P22问题1、2和3黑板设计：二极管的伏安特性和常识伏安特性：I=ISeUUT-1硅管：0.5伏，锗管：0.2伏主要参数：最大整流电流最大反向电压URM最大工作频率fM反向饱和电流操作：教学反思：教学计划教学时数：2教师：赵启学教学时数：半导体二极管的基本应用教学目的：1、掌握半导体二极管的电路模型2.掌握单桥整流滤波电路的工作原理3.了解硅整流器组合管教学重点：1 .二极管2的电路模型。单相桥

12、式整流滤波电路原理教学难点：单相桥式整流滤波电路原理教学类型：理论课教学方法：讲授法教学过程：引入新课程：复习最后一课的内容，二极管的单次电导率，二极管的伏安特性，二极管的测量和参数，根据二极管的伏安特性图(10分钟)画出二极管的电路模型图教授新的课程：一、半导体二极管电路模型(30分钟)1.理想模型：相当于一个开关2.恒定压降模型UF不随电流变化，硅管的UF为0.7，锗管的UF为0.2。更接近实际的二极管。3.实际应用示例1.2.1二极管的电路图如图1.2.3所示。尝试分别用二极管的理想模型和恒定压降模型计算回路中的电流ID和输出电压U0。让二极管成为硅管。解决方法：首先，需要通过计算(或观

13、察)二极管不导通时阳极和阴极之间的点差来判断二极管是处于导通还是截止状态。如果电位差大于二极管所需的导通电压，这意味着二极管由于正向偏置而导通；如果电位差小于二极管的导通电压，则二极管处于反向偏置状态。在这个例子中，从图1.2.3可以看出，当二极管d不导通时，阳极电势Ua=-12V，阴极电势Ub=-16V，那么阴极和阳极之间的电势差为4V，这导致导通。Uab=Ua-Ub=-12V - 16V=4VUF=0.7V1.使用理想的模型二极管D导通，其管压降为0，因此ID=URR=-US1 US2R=(-12 16)Vv2 k=2mAU0=-US1=-12V第二：使用恒定压降模型二极管d导通，且UF=

14、0.7V，因此：ID=URR=-US1 US2-UFR=(-12 16-0，7)V2k=1.65毫安U0=IDR0-US2=1.65毫安2千欧-12V=-12.7伏练习：二极管的电路图如图所示。尝试分别用二极管的理想模型和恒压降模型计算回路中的电流ID和输出电压U0。让二极管成为锗管。二：单桥整流滤波电路(30分钟)1.单桥整流电路(1)简要介绍二极管的单向导电性，然后画出(2)说明整流电路的功能：将交流电转换成直流电。然后谈谈交流电的特性：电流(或电压)的大小和方向随时间变化(3)谈论将交流电转换为DC的过程。为了简化讨论，我们可以将交流电分为正半周和负半周：正半周(正下方和负下方)和负半周

15、(正下方和负上方)。正半周：是正的和负的，此时将产生下图中红线所示的电流。负载电流方向：从上到下；电压方向：向上正，向下负负半周期：是正的和负的。此时，将产生下图中绿线所示的电流。负载电流方向：从上到下；电压方向：向上正，向下负设置电力变压器次级绕组的电压u2=2U2sint负载电流和电压值：U0=22U2=0.9U2I0=U0RL=0.9U2RL标识=12I0=0.45U2RLUDRM=U2M=2U2例1.3.1有一个单桥式整流电路，输出40V DC电压和2A DC电流，交流电源电压为220V。尽量选择整流二极管:电压表的二次电压有效值为U2=U00.9=1.11U0=1.1140V伏=44.4伏反向最大电压：2U2=244.4伏=62.8伏二次悬浮的平均电流：ID=12I0=122A=1A三：硅整流组合管本课总结：1.理想模型：相当于