第一章 电子技术基础

四川省仁寿县职业教育中心理论教学教案

教学过程

[引入新课]

[新课教案]

一、什么是半导体？

物质的导电能力介于导体和半导体之间。常见的半导体材料如硅、锗等。

二、半导体的基本特性

半导体的导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化。

1、掺杂性：在纯净的半导体中掺入及其微量的杂质元素，则它的导电能力将大大增强。

2、热敏性：温度升高，将使半导体的导电能力大大增强。

3、光敏性：对半导体施加光线照射时，光照越强，导电能力越强。

三、半导体的分类

分为本征半导体和杂质半导体。

1、本征半导体：不含其他杂质的纯净半导体。

【载流子：本征半导体中存在自由电子和空穴两种载流子，但由于其载流子数量太少，且受温度影响太明显，因此本征半导体不能直接用来制造晶体二极管。】

2、杂质半导体

N型半导体：在本征半导体中掺入少量五价元素磷或砷，称为N型半导体。其多数载流子为电子，少数载流子为空穴，主要靠

自由电子导电。

P型半导体：在本征半导体中参入少量三家

元素铟或硼，称为P型半导体。其多数载流子

为空穴，少数载流子为电子，主要靠空穴导电。

[课后练习]

1、半导体与金属相比较有什么特点？

答：（1）半导体的导电能力较弱

（2）金属靠自由电子导电，半导体靠自由电子和空穴导电。

2、半导体具有哪些特性？答：三个特性

3、什么是P型半导体？什么是N型半导体？

答：主要靠空穴导电的是P型半导体，主要靠自由电子导电的是N型半导体。

4、N型半导体本身是带负电的还是中性的？为什么？

四川省仁寿县职业教育中心理论教学教案

内容

教学程序引入——新课——小结

学情

分析

在元器件课程中学生了解一些基本知识。

教学方法讲授

教学

重点

二极管的特性及特性曲线

教学手段多媒体教学视频

教学

难点

二极管的特性曲线及测量方法

板书设计

晶体二极管

一、二极管的构成和符号二、二极管的导电特性三、例题

（一）构成（一）实验一四、二极管的检测（二）符号（二）实验二

（三）分类

教学过

[引入新课]

以前在元器件当中我们学习过二极管的符号、作用、分类和实训测量方法，以前学的是外表上面的，本书所讲的是从外到内的。

[新课教案]

一、二极管的结构和符号

（一）结构

在本征半导体上利用特殊工艺分别渗入硼元素和磷元素加工出一半是P型半导体、一半是N型半导体，在P型和N型半导体的结合部位形成一个特殊的结构，即PN结，PN结是构成各种半导体器件的基础。

在P区和N区两侧各接上电极引线，并将其封装在密封的壳体中，即构成半导体二极管，如图。接在P区的引线称为阳极（正极）用a表示，接在N区的引线称为阴极或负极，用k表示。

二极管的核心即是一个PN结。

（二）符号

程电子技术中的所有元件在电路图中都是用符号来表示的，二极管的符号

图中三角箭头代表二极管正向导电时电流的方向通常用V或D来表示（以后都统一用V来表示）。

二、二极管的导电特性

1、单相导电性:二极管加正向偏压时导通，加反向偏压时截止。

正向偏置：二极管正极加正电压，负极加负电压。二极管导通

反向偏置：二极管负极加正电压，正极加负电压。二极管截止

【实验探究】二极管的导电特性（一）认识元件

认识实验中使用的元件：电池、电阻、开关、二极管、指示灯。

（二）实验一

实验电路如下图：讲解电路构成。

结论：指示灯亮，说明二极管导通，称为导通状态。

二极管导通时，其阳极电位高于阴极电位，此时的外加电压称为正向电压，二极管处于正向偏置状态，简称“正偏”。

（三）实验二

结论：灯泡不亮，说明二极管不导通，称为截止状态

二极管截止时，其阳极电位低于阴极电位，此时的外加电压称为反向电压，二极管处于反向偏置状态，简称“反偏”。

【补充知识】分析下图所示电路中开关S闭合后，H1和H2两个指示灯哪一个能发光.

解：由图可知，开关S闭合后，只有V1二极管处于正向偏置状态，所以H1指示灯发光，V2反偏，H2不发光。

如下图a、图b所示电路中，那些灯泡可能发光，为什么？

解：（图a）V1导通，H1 H2亮V2截止，H 3不亮

（图b）二极管V1截止，指示灯不亮

2、二极管的特性曲线

伏安特性：二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。

（1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）

①死区：当正向电压较小时，正向电流极小，二极管呈现很大的电阻，如图中OA 段，通常把这个范围称为死区。

死区电压：硅二极管0.5 V左右，锗二极管0.2 V。

②正向导通区：当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。

导通电压：硅二极管0.6~0.7 V，锗二极管0.2~0.3 V。

（2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压）

①反向饱和电流：当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。

②反向击穿：若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。普通二极管不允许出现此种状态。

备注：二极管的伏安特性不是直线，说明二极管属于非线性器件。锗二极管的特性曲线与硅二极管相似，有一定差异。

三、二极管的选用及主要参数

1、分类

（1）、二极管根据所用半导体材料不同分为锗管和硅管。

（2）、根据内部结构不同可分为点接触型和面接触型。点接触型主要用于高频小电流场合如：检波、混频、小电流整流。面接触

型主要用于低频大电流场合如：大电流整流。

（3）按用途分：

2、主要参数

（1）最大整流电流IFM：二极管长时间工作

时允许通过的最大直流电流。

（2）最高反向工作电压VRM：二极管正常使用时允许加的最高反向电压。

（3）反向漏电流I S：规定的反向电压和环境温度下，二极管反向电流值。

（4）最高工作频率fM

四、二极管的简易测量

1、判别正负极性

万用表测试条件：R ⨯ 100 Ω 或R ⨯ 1 kΩ；将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。

2、判别好坏

万用表测试条件：R ⨯ 1 kΩ。