半导体的基本知识教案
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电压较低时,由于外电场较弱,还不足以克服PN结内电场 对多数载流了扩散运动的阻力,所以正向电流很小,几乎为 零。此时二极管呈现出很大的电阻。
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1.2 半导体二极管
2.反向特性 图1-10所示曲线②部分为反向特性。二极管两端加上反向
电压时,由于少数载流子漂移而形成的反向电流很小,且在 一定的电压范围内基本上不随反向电压而变化,处于饱和状 态,所以这一段电流称为反向饱和电流IR。硅管的反向饱和 电流约在1μA至几十微安,锗管的反向饱和电流可达几百微 安,如图1-10的OC(OC’)段所示。 3.反向击穿特性 如图1-10中曲线③部分所示,当反向电压增加到一定数值 时,反向电流急剧增大,这种现象称为一极管的反向击穿。 此时对应的反向击穿电压用UBR表示。
1.4.2 晶体三极管的工作原理
三极管有两个按一定关系配置的PN结。由于两个PN结之间 的互相影响,使三极管表现出和单பைடு நூலகம்PN结不同的特性。三 极管最主要的特性是具有电流放大作用。下面以NPN型二极 管为例来分析。
1.电流放大作用的条件 三极管的电流放大作用,首先取决于其内部结构特点,即发
射区掺杂浓度高、集电结面积大,这样的结构有利于载流子 的发射和接收。而基区薄且掺杂浓度低,以保证来自发射区 的载流子顺利地流向集电区。其次要有合适的偏置。三极管 的发射结类似于二极管,应正向偏置,使发射结导通,以控 制发射区载流子的发射。而集电结则应反向偏置,以使集电 极具有吸收由发射区注入到基区的载流子的能力,从而形成 集电极电流。
1.1 半导体基础知识
1.1.1本征半导体
不含杂质且具有完整品体结构的半导体称为本征半导体。最 常用的本征半导体是锗和硅品体,它们都是四价元素,在其 原子结构模型的最外层轨道上各有四个价电子。在单品结构 中,由于原子排列的有序性,价电子为相邻的原子所共有, 形成了如图1-1所示的共价键结构,图中的+4表示四价元素 原子核和内层电子所具有的净电荷。本征半导体在温度 T=0K(热力学温度)目没有其他外部能量作用时,其共价键 中的价电子被束缚得很紧,不能成为自由电子,这时的半导 体不导电,在导电性能上相当于绝缘体。但是,当半导体的 温度升高或给半导体施加能量(如光照)时,就会使共价键中 的某些价电子获得足够的能量而挣脱共价键的束缚,成为自 由电子,同时在共价键中留下一个空位,这个现象称为本征 激发,如图1-2所示,自由电子是本征半导体中可以参与导 电的一种带电粒子,叫做载流子。
第三节 半导体物理教案
(一)教材人教社九年义务教育初中物理第二册(二)教学目的1.常识性了解什么叫半导体和常见的半导体材料.2.常识性了解半导体具有的三种特殊的电学性能.(三)教具演示实验:四节干电池,量程是5毫安的电流表,锗晶体二极管(2ap型)一只,玻璃外壳的三极管(如3ax型)一只,开关一个,导线若干.(四)教学过程1.复习提问:(1)什么是导体,什么是绝缘体?(2)怎样比较材料导电性能的好坏?(比较长度、横截面积和温度都相同的情况下,不同材料制成导体的电阻大小.)2.引入新课翻开课本看几种材料制成的长1米、横截面积1毫米2的导线在20℃时的电阻是10-1~10-2欧.举几个绝缘5的例子,长1米、横截面积是1毫米2的木材在20℃时的电阻约是10-14~1018欧,玻璃的电阻是1016~1020欧,橡胶的电阻是1018~1021欧.由比较可见,在相同条件下,绝缘体的电阻比导体的电阻大十万亿(1013)倍以上.3.进行新课(1)什么叫半导体?导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体.例如:锗、硅、砷化镓等.半导体在科学技术,工农业生产和生活中有着广泛的应用.(例如:电视、半导体收音机、电子计算机等)这是什么原因呢?下面介绍它所具有的特殊的电学性能.(2)半导体的一些电学特性①压敏性:有的半导体在受到压力后电阻发生较大的变化.用途:制成压敏元件,接入电路,测出电流变化,以确定压力的变化.②热敏性:有的半导体在受热后电阻随温度升高而迅速减小.用途:制成热敏电阻,用来测量很小范围内的温度变化.按图9连好电路,不要给学生画出电路图,告诉学生电路中的d中有半导体锗,让学生观察常温下电流表的示数(示数很小),再用手捏住d,或用点燃的火柴接近d,观察此时电流表示数(示数明显增大).比较前后两次电流表示数,说明半导体的电阻随温度升高而减小.③光敏性,有的半导体在光照下电阻大为减小.用途:制成光敏电阻,用于对光照反映灵敏的自动控制设备中.先做实验,电路图见图10.用四节干电池串联作电源.图中三极管用玻璃外壳的三极管(例如3ax81),把外壳上的漆刮去,将三极管的发射极e、集电极c连入电路中.在没有光照时,观察电流表的示数(示数很小),再用手电筒光照到管内锗片(pn结上),观察电流表的示数变化(示数明显变大).比较前后两次电流表示数,说明半导体受到光照后电阻将大大减小.4.小结这堂课讲授了什么是半导体,一些常见的半导体材料,半导体的三种电学特性,正是由于半导体具有许多特殊的电学性质,所以它有着广泛的应用.(五)说明1.半导体这一内容,只要求做到常识性了解,不要讲得过深过难.这一部分知识是科学常识,又将学习第十五章有用的电子元件做准备,所以虽然是选学内容,还是讲讲为好.2.半导体的热敏性和光敏性,最好是通过实验的观察得出结论,使学生获得感性知识,还可以提高学习兴趣.。
半导体的基础知识教案
半导体的基础知识教案第一章:半导体概述1.1 半导体的定义与特性解释半导体的概念介绍半导体的物理特性讨论半导体的重要参数1.2 半导体的分类与制备说明半导体材料的分类探讨半导体材料的制备方法分析半导体器件的制备过程第二章:PN结与二极管2.1 PN结的形成与特性解释PN结的概念与形成过程探讨PN结的特性分析PN结的应用领域2.2 二极管的结构与工作原理介绍二极管的结构解释二极管的工作原理探讨二极管的主要参数与规格第三章:双极型晶体管(BJT)3.1 BJT的结构与分类解释BJT的概念介绍BJT的结构与分类分析BJT的运作原理3.2 BJT的特性与参数探讨BJT的输入输出特性讨论BJT的主要参数与规格分析BJT的应用领域第四章:场效应晶体管(FET)4.1 FET的结构与分类解释FET的概念介绍FET的结构与分类分析FET的运作原理4.2 FET的特性与参数探讨FET的输入输出特性讨论FET的主要参数与规格分析FET的应用领域第五章:半导体器件的应用5.1 半导体二极管的应用介绍半导体二极管的应用领域分析二极管在不同电路中的应用实例5.2 半导体晶体管的应用解释半导体晶体管在不同电路中的应用探讨晶体管在不同电子设备中的应用实例5.3 半导体集成电路的应用介绍半导体集成电路的概念分析集成电路在不同电子设备中的应用实例第六章:半导体存储器6.1 存储器概述解释存储器的作用与分类探讨半导体存储器的发展历程分析存储器的主要参数6.2 RAM与ROM介绍RAM(随机存取存储器)的原理与应用解释ROM(只读存储器)的原理与应用分析RAM与ROM的区别与联系6.3 闪存与固态硬盘探讨闪存(NAND/NOR)的原理与应用介绍固态硬盘(SSD)的结构与工作原理分析固态硬盘的优势与挑战第七章:太阳能电池与光电子器件7.1 太阳能电池解释太阳能电池的原理与分类探讨太阳能电池的优缺点分析太阳能电池的应用领域7.2 光电子器件解释光电子器件的分类与应用探讨光电子器件的发展趋势第八章:半导体传感器8.1 传感器的基本概念解释传感器的作用与分类探讨传感器的基本原理分析传感器的主要参数8.2 常见半导体传感器介绍常见的半导体传感器类型解释半导体传感器的原理与应用分析半导体传感器的优势与挑战8.3 传感器在物联网中的应用探讨物联网与传感器的关系介绍传感器在物联网应用中的实例分析物联网传感器的发展趋势第九章:半导体激光器与光通信9.1 半导体激光器解释半导体激光器的工作原理探讨半导体激光器的特性与参数分析半导体激光器的应用领域9.2 光通信原理解释光纤通信与无线光通信的区别探讨光通信系统的组成与工作原理9.3 光通信器件与技术介绍光通信器件的类型与功能解释光通信技术的分类与发展趋势分析光通信在现代通信系统中的应用第十章:半导体技术与未来趋势10.1 摩尔定律与半导体技术发展解释摩尔定律的概念与意义探讨摩尔定律对半导体技术发展的影响分析半导体技术的未来发展趋势10.2 纳米技术与半导体器件介绍纳米技术在半导体器件中的应用解释纳米半导体器件的特性与优势探讨纳米半导体器件的未来发展趋势10.3 新兴半导体技术与应用分析新兴半导体技术的种类与应用领域探讨量子计算、生物半导体等未来技术的发展前景预测半导体技术与产业的未来发展趋势重点和难点解析重点环节一:半导体的定义与特性重点环节二:半导体的分类与制备重点环节三:PN结与二极管重点环节四:双极型晶体管(BJT)重点环节五:场效应晶体管(FET)重点环节六:半导体存储器重点环节七:太阳能电池与光电子器件重点环节八:半导体传感器重点环节九:半导体激光器与光通信重点环节十:半导体技术与未来趋势全文总结和概括:本文主要对半导体的基础知识进行了深入的解析,包括半导体材料的分类与特性、半导体的制备方法、PN结与二极管、双极型晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)、半导体存储器、太阳能电池与光电子器件、半导体传感器、半导体激光器与光通信以及半导体技术与未来趋势等内容进行了详细的阐述。
半导体基础知识教案
半导体基础知识教案教案:半导体基础知识一、教学目标1.了解半导体的基本概念和特性。
2.认识半导体器件的分类和特点。
3.理解PN结的形成原理。
4.掌握半导体材料的基本性质和载流子的性质。
5.能够解释N型和P型半导体的形成过程及其特点。
二、教学重点1.半导体的基本概念和特性。
2.PN结的形成原理和性质。
三、教学难点1.半导体材料的基本性质和载流子的性质。
2.N型和P型半导体的形成过程及其特点。
四、教学过程1.导入(10分钟)通过展示一些常见的电子器件,引导学生思考半导体在电子器件中的作用,并提出相关问题。
2.讲解半导体的基本概念和特性(30分钟)(1)什么是半导体?(2)半导体的特性:导电性介于导体和绝缘体之间,自由载流子密度较低,导电性可通过控制去控制。
(3)半导体的晶体结构:满足共价键结构,可分为三维晶体和二维薄膜。
3.讲解PN结的形成原理和性质(40分钟)(1)PN结的形成原理:在P型和N型半导体相接触时,P型区域的空穴会向N型区域扩散,而N型区域的电子会向P型区域扩散,从而形成PN结。
(2)PN结的特性:具有整流作用,在正向偏置时导通,在反向偏置时截止。
4.讲解半导体材料的基本性质和载流子的性质(40分钟)(1)半导体材料的基本性质:硅和锗是常见的半导体材料,它们的常见性质包括禁带宽度和载流子浓度等。
(2)载流子的性质:包括载流子类型、载流子浓度和载流子迁移率等。
5.解释N型和P型半导体的形成过程及其特点(40分钟)(1)N型半导体的形成:掺杂少量的五价元素,如砷、锑等,形成多余电子,增加了电子浓度,形成N型半导体。
(2)N型半导体的特点:导电性主要由电子提供,因此电子迁移到P 型区域发挥导电作用。
(3)P型半导体的形成:掺杂少量的三价元素,如硼、铝等,形成多余空穴,增加了空穴浓度,形成P型半导体。
(4)P型半导体的特点:导电性主要由空穴提供,空穴迁移到N型区域发挥导电作用。
6.总结与讨论(20分钟)总结半导体的基本概念、特性以及PN结的形成原理和性质。
《半导体的基本知识》教学设计
《电子技术基础》1-1半导体的基本知识教学设计1教学重点1.半导体的导电特性;2.两种杂质半导体的形成、特点。
教学难点 1. PN结的形成及其特点。
教学资源及手段多媒体课件;智慧树平台;YN智慧校园;钉钉;智慧黑板以及彩色粉笔。
教学方法讲授法;提问法;练习法;演示法;讨论法;自主学习法。
教学环节教学内容及过程课前教学内容教师活动学生活动设计意图1.通过智慧树平台,让学生利用微课视频提前预习教学内容;2.通过钉钉线上布置任务,让学生明确学习任务;3.通过钉钉线上提交课前预习情况及时调整课堂教学内容;4.准备电子课件、电子教案;课前,教师通过钉钉平台家校本功能发布预习任务;根据学生提交的课前学习任务完成情况,适时调整教学内容。
查看钉钉课前预习任务并按时提交,“智慧树”平台观看电子技术概述微课视频。
提升学生学习电子技术这门技术的兴趣,把握学生预习情况。
中复习旧知(2min) 准备上课:用YN智慧校园点名功能,进行签到;上次课内容的回顾本节课是电子技术基础的第一节课,可以直接新课导入,通过多媒体播放图片、实物展示等让学生在直观上感知电子技术的魅力,激发学生学习的好奇心。
把全班学生进行分组,对每个小组课前预习情况及完成率进行总结,并计入课堂考核。
教师提问,电子技术这门课的初步印象。
(提问法)分小组回答老师提出的问题,并互相评价每个小组回答的是否准确。
(讨论法)让学生对本门课程产生兴趣和认知2新课导入(5min)多媒体播放图片、微视频演示、实物观察让学生在直观上感知学习任务,激发学生学习的好奇心和求知欲。
YN智慧校园点名;视频演示、电路板实物演示。
(演示法)学生在YN智慧校园APP完成本节课考勤;观看视频、观察电路板的组成。
提高学生课堂注意力,激发学生学习兴趣。
新课讲解(32min)一、概述(5min)1.半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。
半导体物理与器件 教案
半导体物理与器件教案一、课程简介本课程旨在介绍半导体物理与器件的基本概念、理论与应用。
通过学习本课程,学生将了解半导体物理的基本原理,掌握常见的半导体器件的工作原理和特性,为深入研究和应用领域奠定基础。
二、教学目标1.掌握半导体物理的基本概念与原理;2.了解常见的半导体器件的结构、工作原理和特性;3.熟悉半导体器件的制备工艺和性能测试方法;4.能够分析和解决半导体器件相关问题;5.培养学生的动手实践能力和团队合作意识。
三、教学内容1. 半导体物理基础•半导体的基本概念与性质;•半导体材料的禁带宽度与导电性;•共价键与导电机理。
2. PN结与二极管•PN结的形成与特性;•二极管的工作原理;•二极管的电流-电压特性。
3. 势垒与电容•势垒高度与势垒宽度的关系;•势垒电容与反向偏置;•PN结的充放电过程。
4. 功率器件•理想二极管的特性与应用;•肖特基二极管的特性与应用;•功率二极管的特性与应用。
5. 晶体管•双极型晶体管的工作原理与特性;•型号代号与参数标识;•三极型晶体管的工作与特性。
6. 场效应晶体管•MOS结构与工作原理;•MOSFET的特性与应用;•IGBT的特性与应用。
7. 光电器件•光电二极管的工作原理与特性;•光敏电阻的工作原理与特性;•光电导的工作原理与特性。
四、教学方法1.理论讲解:通过教师授课的形式讲解半导体物理与器件的基本概念与原理;2.实验实践:设计实验让学生操作和观察实际的半导体器件,巩固理论知识;3.讨论与交流:鼓励学生积极参与讨论,提问与回答问题,促进彼此交流与学习;4.团队合作:通过小组讨论、任务分工等方式培养学生的团队合作意识和解决问题的能力;5.多媒体辅助:运用多媒体展示课件、实验视频等辅助材料,提升教学效果。
五、教学评价1.平时成绩:包括作业完成情况、实验报告、参与度等;2.期中考试:测试学生掌握的基础知识和理解能力;3.期末考试:测试学生对全课程内容的整体掌握和应用能力;4.课堂表现:学生的发言和表达能力、提问质量等;六、参考教材1.高等学校电子类教材编写组. 半导体物理与器件[M].高等教育出版社, 2008.2.张勃. 半导体物理学[M]. 科学出版社, 2012.3.曹健. 半导体物理导论[M]. 电子工业出版社, 2015.七、教学时长•总学时:36学时•理论学时:24学时•实验学时:12学时以上就是《半导体物理与器件》教案的大致内容,希望能够帮助您进行教学设计和准备教学材料。
半导体器件教案
第1 章半导体二极管及其应用本章规定:1、理解本证半导体、P 型和N 型半导体的特性及PN 结的形成过程。
2、熟悉二极管的伏安特性及其分类。
3、掌握直流稳压电源的构成及各部分电路的作用。
本章重点:1、PN 结的单向导电性。
2、二极管的伏安特性及应用。
本章难点:PN 结的形成。
教学时数:8 学时教学办法:自学+多媒体教学1.1半导体的特性及其类型一、半导体的独特特性1、导体、半导体和绝缘体导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属普通都是导体。
绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体:导电特性处在导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和某些硫化物、氧化物等。
2、半导体的导电特性:(1)热敏性:当环境温度升高时,导电能力明显增强。
(可做成温度敏感元件,如热敏电阻)。
(2)光敏性:当受到光照时,导电能力明显变化。
(可做成多个光敏元件,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管教学办法阐明通过生产生活中的电子产品引入课题。
等)。
(3)掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电能力明显变化。
(可做成多个不同用途的半导体器件,如二极管、三极管和晶闸管等)。
3、本征半导体的晶体构造(1)本征半导体 --- 完全纯净的、不含其它杂质且含有晶体构造的半导体称为本征半导体。
(2)、本征半导体中的两种载流子----自由电子和空穴使本征半导体含有导电能力,但很微弱。
注意:温度愈高,载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好因。
此,温度对半导体器件性能影响很大。
二、杂质半导体注意阐明:本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差。
1、N 型半导体----掺入五价元素如磷、锑、砷等。
自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。
2、P 型半导体掺入三价元素如硼、镓、铟等。
空穴是多数载流子,自由电子是少数载流子。
注意:1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度;温度决定少数载流子的浓度。
2.杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体,因而其导电能力大大改善。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标:(1) 让学生了解半导体的基本概念及其在生活中的应用。
(2) 让学生掌握半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 培养学生动手实验、观察、分析问题的能力。
2. 教学内容:(1) 半导体的概念及其分类。
(2) 半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 半导体在生活中的应用实例。
(4) 简单半导体器件的工作原理。
3. 教学方法:(1) 采用讲授法讲解半导体的基本概念、分类及其导电性能。
(2) 采用实验法让学生观察半导体导电性能的变化。
(3) 采用案例分析法分析半导体在生活中的应用实例。
(4) 采用小组讨论法让学生探讨简单半导体器件的工作原理。
二、教学准备1. 教材:半导体物理教程。
2. 实验器材:半导体器件、导线、电源、灯泡等。
3. 课件:半导体物理性质、应用实例、器件工作原理等。
三、教学过程1. 导入:通过展示半导体器件在生活中应用的图片,引发学生对半导体的好奇心,激发学习兴趣。
2. 讲解:(1) 讲解半导体的基本概念及其分类。
(2) 讲解半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 讲解半导体在生活中应用的实例。
3. 实验:让学生动手进行半导体导电性能实验,观察并记录实验现象。
4. 总结:对半导体的基本概念、导电性能及其应用进行总结。
四、作业布置1. 复习半导体物理性质及其导电性能。
2. 分析生活中的半导体应用实例。
五、教学反思本节课通过讲解、实验、总结的形式,使学生了解了半导体的基本概念、导电性能及其应用。
在教学过程中,要注意引导学生观察实验现象,培养学生的动手实验能力。
通过案例分析法让学生了解半导体在生活中的应用,提高学生的学习兴趣。
在下一节课中,将继续讲解半导体器件的工作原理,培养学生分析问题的能力。
六、教学拓展1. 讲解半导体器件的工作原理。
(1) 讲解二极管、三极管等基本半导体器件的工作原理。
(2) 分析半导体器件在电子电路中的应用。
2. 案例分析:分析半导体器件在现代通信、计算机、家用电器等领域的应用实例。
半导体的基本知识
1-1半导体的基本知识课 题:半导体基本知识教学目的、要求:1、了解半导体的导电特性; 2、掌握PN 结及其单向导电性。
教学重点、难点:1、PN 结形成的过程;(难点) 2、PN 结的单向导电性。
(重点) 授 课 方 法:多媒体课件讲授,提纲及重点板书。
授 课 提 纲:教 学 内 容: 组织教学准备教学材料,清点学生人数。
(课前2分钟) 引入新课半导体器件是用半导体材料制成的电子器件。
常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应晶体管等。
半导体器件是构成各种电子电路最基本的元件。
从本节课开始,我们先从半导体的基本知识开始,介绍常用的半导体器件。
要求大家本征半导体的特点,掌握PN 结的形成及单向导电性。
(2分钟) 进入新课第一章 常用半导体器件§1-1 半导体的基本知识【板书】一、什么是半导体【板书】1、物质按导电能力的分类【标题板书+内容多媒体】(8分钟)自然界中的物质按其导电能力可以分为三大类:导体、绝缘体和半导体。
物质的导电特性取决于原子结构。
⑴导体:一般为低价元素,如铜、铁、铝等金属,其最外层电子受原子核的束缚力很小,因而极易挣脱原子核的束缚成为自由电子。
因此在外电场作用下,这些电子产生定向移动形成电流,呈现出较好的导电特性。
⑵绝缘体:高价元素(如惰性气体)和高分子物质(如橡胶,塑料)最外层电子受原子核的束缚力很强,极不易摆脱原子核的束缚成为自由电子,所以其导电性极差, 可作为绝缘材料。
⑶半导体:半导体材料最外层电子既不像导体那样极易摆脱原子核的束缚,成为自由电子,也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧,因此,半导体的导电特性介于二者之间。
半导体有硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)及金属的氧化物和硫化物。
最常用的是硅和锗。
2、半导体的特点【标题板书+内容多媒体】(5分钟)半导体之所以被用来制造电子元器件,不是在于它的导电能力处于导体与绝缘体之间,而是由于它的导电能力在外界某种因素作用下发生显著的变化,这种特点表现如下:⑴半导体的电导率可以因为加入杂质而发生显著的变化。
难度适中的物理教案:半导体
半导体一、教学目标1、理解半导体的概念和特点。
2、掌握半导体晶体的结构和性质。
3、了解半导体的导电性和半导体器件的应用。
二、教学重点1、半导体的导电性。
2、半导体器件的应用。
三、教学难点1、半导体晶体的结构和性质。
2、半导体器件的原理和应用。
四、教学方法1、讲解理论知识,结合实验教学。
2、讲解原理,引导学生探索。
五、教学内容1、半导体的概念和特点半导体是介于导体和绝缘体之间的物质,在它的晶体中,电子的运动状态介于导体和绝缘体之间,并且受外界电场、光照、温度等因素的影响很大。
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,相对导体具有比较小的导电性,但又比绝缘体具有很好的导电性。
2、半导体晶体的结构和性质半导体晶体一般采用硅、锗等元素制成。
半导体晶体的结构和性质决定了半导体的导电性和电学性质。
半导体晶体包括两种类型的掺杂:n型掺杂和p型掺杂。
n型掺杂是在晶体中加入掺杂剂,例如磷、锑、砷等元素,这些元素具有多余电子,称为施主;p型掺杂是在晶体中加入掺杂剂,例如硼、镓、铝等元素,这些元素具有缺电子,称为受主。
3、半导体的导电性和半导体器件的应用半导体的导电性是通过n型和p型掺杂实现的。
在n型半导体中,施主原子会附加在半导体晶体中,多余的电子会引起电子浓度增加;在p型半导体中,受主原子会附加在半导体晶体中,引发电子缺陷,即空穴,随着空穴浓度的增加,p型半导体具有良好的导电性。
p-n结是半导体器件中的基本元件。
半导体器件具有很多种应用,如二极管、三极管、场效应晶体管和光电二极管等。
二极管具有电流仅能在一定方向上流动的特性,可以将交流变成直流;三极管的作用是放大信号,可以用于放大器和开关电路;场效应晶体管可以控制电信号,在半导体器件中应用广泛。
六、教学总结半导体技术是现代电子技术中最为重要的技术之一,使用广泛,在电子工业、通讯、计算机等领域都有广泛的应用。
半导体器件是现代电子技术的核心之一,掌握半导体技术和器件的原理和应用,对于电子工程师和相关专业人员都是非常重要的。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标:(1)让学生了解半导体的基本概念和性质;(2)让学生掌握半导体材料的制备方法和应用;(3)培养学生动手实验的能力和团队协作精神。
2. 教学内容:(1)半导体的基本概念和性质;(2)半导体材料的制备方法;(3)半导体应用实例;(4)实验操作技能培训;(5)团队协作与创新能力培养。
3. 教学方法:(1)讲授法:讲解半导体的基本概念、性质和制备方法;(2)实验法:进行semiconductor 材料的制备和应用实验;(3)讨论法:引导学生探讨半导体技术的未来发展;(4)案例分析法:分析半导体产业的发展现状和趋势。
4. 教学资源:(1)教材:半导体物理与器件;(2)实验设备:半导体制备设备、实验仪器;(3)多媒体课件:讲解半导体相关知识;(4)网络资源:了解半导体产业的发展动态。
二、第一章:半导体的基本概念和性质(1)让学生了解半导体的定义和分类;(2)让学生掌握半导体的基本性质。
2. 教学内容:(1)半导体的定义和分类;(2)半导体的基本性质:导电性、掺杂、能带结构等。
3. 教学方法:(1)讲授法:讲解半导体的定义、分类和基本性质;(2)案例分析法:分析具体半导体材料的性质及应用。
4. 教学活动:(1)课堂讲授:讲解半导体的基本概念和性质;(2)课后作业:让学生通过教材和网络资源了解常见半导体材料的性质及应用。
三、第二章:半导体材料的制备方法1. 教学目标:(1)让学生了解半导体材料的制备方法;(2)让学生掌握常见半导体材料的制备工艺。
2. 教学内容:(1)半导体材料的制备方法:氧化物法、CVD 方法、MOCVD 方法等;(2)常见半导体材料的制备工艺:硅、锗、砷化镓等。
3. 教学方法:(1)讲授法:讲解半导体材料的制备方法和工艺;(2)实验法:进行半导体材料的制备实验。
(1)课堂讲授:讲解半导体材料的制备方法和工艺;(2)实验操作:让学生动手进行半导体材料的制备实验。
物理半导体教案设计
物理半导体教案设计一、教学目标1. 让学生了解半导体的基本概念,理解半导体材料的性质和特点。
2. 让学生掌握半导体器件的基本原理和应用,包括二极管、三极管等。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 半导体材料的性质和特点2. 半导体器件的基本原理和应用3. 二极管的特性曲线和应用4. 三极管的特性曲线和应用5. 半导体器件在现代科技领域的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:半导体材料的性质和特点,半导体器件的基本原理和应用。
2. 教学难点:二极管、三极管的特性曲线分析及其应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究半导体材料的性质和特点。
2. 利用多媒体课件,直观展示半导体器件的工作原理和应用实例。
3. 结合实际案例,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
4. 开展小组讨论和课堂互动,激发学生的学习兴趣和积极性。
五、教学过程1. 导入:通过展示半导体器件在日常生活中的应用实例,引发学生对半导体材料的兴趣。
2. 半导体材料的性质和特点:介绍半导体的定义、分类及导电性能,分析半导体材料的特殊性质。
3. 半导体器件的基本原理:讲解二极管、三极管的工作原理,阐述其导电性能。
4. 半导体器件的应用:举例说明二极管、三极管在电子设备中的常见应用。
5. 课堂小结:回顾本节课所学内容,强调半导体材料和器件的重要性。
6. 课后作业:布置相关练习题,巩固学生对半导体知识的理解。
六、教学评价1. 课后作业:评估学生对半导体材料和器件基本原理的理解程度。
2. 小组讨论:观察学生在小组内的合作情况和问题解决能力。
3. 课堂问答:检查学生对课堂讲解内容的理解和掌握情况。
4. 期中期末考试:全面测试学生对半导体知识的掌握和应用能力。
七、教学资源1. 多媒体课件:提供清晰的半导体器件原理图和应用实例。
2. 实验器材:准备一些简单的半导体器件,如二极管、三极管,供学生观察和实验。
电工与电子技术半导体器件电子教案
电工与电子技术-半导体器件电子教案第一章:半导体基础1.1 半导体的概念与分类1.2 半导体的物理特性1.3 PN结的形成与特性第二章:二极管2.1 二极管的结构与类型2.2 二极管的伏安特性2.3 二极管的应用第三章:晶体管3.1 晶体管的结构与类型3.2 晶体管的放大作用3.3 晶体管的应用第四章:场效应晶体管4.1 场效应晶体管的结构与类型4.2 场效应晶体管的伏安特性4.3 场效应晶体管的应用第五章:集成电路5.1 集成电路的基本概念5.2 集成电路的分类与特点5.3 集成电路的应用第六章:晶闸管6.1 晶闸管的结构与类型6.2 晶闸管的伏安特性6.3 晶闸管的应用第七章:GTO、GRT与GTO7.1 GTO的结构与类型7.2 GRT的结构与类型7.3 GTO、GRT的应用第八章:功率集成电路8.1 功率集成电路的基本概念8.2 功率集成电路的分类与特点8.3 功率集成电路的应用第九章:传感器9.1 传感器的基本概念9.2 传感器的分类与特点9.3 传感器的应用第十章:半导体器件在工程应用中的问题10.1 半导体器件的可靠性10.2 半导体器件的抗干扰能力10.3 半导体器件的散热问题重点和难点解析重点一:半导体的物理特性解析:半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,其导电性能受温度、掺杂浓度、光照等因素的影响较大。
理解半导体的能带结构、载流子运动等基本物理过程是理解后续半导体器件工作的基础。
重点二:PN结的形成与特性解析:PN结是半导体器件的基础,其形成过程和伏安特性是理解二极管、晶体管等器件工作的关键。
PN结的形成涉及到扩散、漂移等过程,其伏安特性包括正向导通和反向截止两个状态。
重点三:二极管的伏安特性解析:二极管的伏安特性决定了其在电路中的应用,如整流、调制、稳压等。
理解二极管在不同电压和温度条件下的工作状态,对于设计电路至关重要。
重点四:晶体管的放大作用解析:晶体管是现代电子电路的核心,其放大作用是理解放大电路、振荡电路等的基础。
(完整word版)半导体器件基础教案
第一章半导体器件基础【学习目标】1.了解PN结的单向导电性。
2.熟悉二极管的伏安特性3.了解开关二极管、整流二极管、稳压二极管的基本用途。
4.掌握三极管输出特性曲线中的截止区、放大区和饱和区等概念.5.熟悉三极管共发射极电流放大系数β的含义。
6.熟悉对三极管开关电路工作状态的分析方法.7.熟悉三极管的主要参数。
8.熟悉MOS场效应管的分类及符号.9.熟悉增强型NMOS管的特性曲线.10.了解MOS场效应管的主要参数。
【内容提要】本章介绍三种常用的半导体器件,即半导体二极管、三极管及MOS场效应管。
重点介绍这些器件的外部特性曲线、主要参数及电路实例。
一、教学内容(一)半导体二极管1.PN 结的伏安特性PN 结的伏安特性描述了PN 结两端电压u 和流过PN 结电流i 之间的关系。
图是PN 结的伏—安特性曲线。
可以看出:(1)当外加正向电压较小(u I <U ON )时,外电场不足以克服PN 结内电场对多子扩散所造成的阻力,电流i 几乎为0,PN 结处于截止状态;(2)当外加正向电压u I 大于U ON 时,正向电流i 随u 的增加按指数规律上升且i 曲线很陡 。
(3)当外加反向电压(u<0)时,反向电流很小, 几乎为0,用I R 表示;(4)当u £ U (BR ) 时,二极管发生电击穿,|u| 稍有增加,|i |急剧增大, u » U BR 。
把PN 结外加正向电压导通、外加反向电压截止的性能称作单向导电特性。
U ON 称作导通电压,也叫开启电压, U (BR) 称作反向击穿电压,I R 称作反向电流。
2.半导体二极管应用举例半导体二极管是将PN 结用外壳封装、加上电极引线构成。
可以用作限幅电路、开关电路等。
(1)用作限幅电路图2.2(a)是二极管电路。
假设输入电压u I 是一周期性矩形脉冲,输入高电平U IH =+5V 、低电平U IL =-5V ,见图(b )。
半导体物理手写教案模板
教学目标:1. 理解半导体材料的基本概念及其在电子技术中的重要性。
2. 掌握半导体材料的能带结构、载流子性质和电学特性。
3. 通过实验,观察并解释半导体器件的工作原理。
4. 培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。
教学重难点:1. 重点:能带结构、载流子性质和电学特性。
2. 难点:半导体器件的工作原理及其在实际应用中的体现。
教学过程:一、导入新课1. 展示半导体材料在现代社会中的应用图片或视频,如手机、电脑等。
2. 提问:同学们,你们知道什么是半导体材料吗?它们在电子技术中有什么作用?3. 引导学生回顾导体、绝缘体的性质,为引入半导体材料做准备。
二、新课讲授1. 半导体材料的基本概念:介绍半导体材料的概念,如硅、锗等。
2. 能带结构:讲解能带结构的基本原理,包括价带、导带和禁带。
3. 载流子性质:介绍电子和空穴作为载流子的特性,包括浓度、迁移率等。
4. 电学特性:讲解半导体的电学特性,如电阻、电容、电导等。
5. 实验演示:通过实验展示半导体器件的工作原理,如二极管、晶体管等。
三、课堂练习1. 学生根据所学知识,回答以下问题:- 什么是半导体材料?它们有哪些特性?- 能带结构包括哪些部分?它们之间有什么关系?- 电子和空穴作为载流子有哪些特性?- 举例说明半导体的电学特性。
2. 学生分组讨论,分析半导体器件在实际应用中的体现。
四、实验操作1. 实验准备:介绍实验所需仪器和材料,如半导体样品、万用表、示波器等。
2. 实验步骤:指导学生进行实验操作,观察并记录实验现象。
3. 数据分析:引导学生分析实验数据,得出结论。
五、课堂总结1. 回顾本节课所学内容,强调重点和难点。
2. 引导学生思考半导体物理在电子技术中的实际应用。
3. 鼓励学生在课后进行拓展学习,如查阅相关资料、观看教学视频等。
教学反思:1. 本节课通过实验演示,使学生直观地了解了半导体器件的工作原理,提高了学生的学习兴趣。
2. 在实验过程中,注重培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。
半导体的基本知识
3、N型和P型半导体
(1)N型半导体:电子型
在本征半导体中掺入五价杂质原子,例如掺入磷原子,可形成N型半导体。
多数载流子自由电子,少数载流子空穴。
(2)P型半导体:空穴型
在本征半导体中掺入三价杂质原子,如硼等形成了P型半导体。
相对导体及绝缘体,半导体元件的导电原理学生是难以理解的,故半导体元件的导电原理是本章难点。
教材处理思路
这两节课是电子技术基础科目里的的重要章节,半导体的导电原理及PN结的单向导电性是电子技术的基本内容,只有理解相关原理,才能掌握电子电路正确的分析设计方法。
技校学生,他们普遍对学习欠缺主动性,所以教师必须用各种方法激发其兴趣,吸引其注意力。而这两节课采用多种教学方法,让学生成为课堂的主角,通过对教学内容的分解,同时培养学生的竞争意识,预计能收到良好的教学效果。
多数载流子自由电子,少数载流子空穴。
由上述分析我们得出:杂质半导体内部有两种载流子(自由电子、空穴)参与导电。当杂质半导体加上电场时,两种载流子产生定向运动共同形成半导体中的电流。主要靠自由电子导电的杂质半导体是N型半导体,主要靠空穴导电的杂质半导体是P型半导体。
二、PN结及其单向导电性、
1、PN结的形成
P9 1.2.
引导法。指导学生分组讨论,点名回答,教师针对性的补充说明,设下悬念,提高学生对本堂课的兴趣。
讲授法。
难点化解方法:
由物理现象开始,引导学生明确区分电子载流子和空穴载流子的差别,从而深入理解半导体导电的方式。
提问:半导体的分类?
总结对比法。
讲授法。
讲授法。
《半导体器件》教案
《半导体器件》教案半导体器件教案
一、教学目标
1. 了解半导体器件的基本概念和分类。
2. 掌握半导体器件的工作原理和特性。
3. 研究半导体器件的制作工艺和测试方法。
二、教学内容
第一节半导体器件简介
1. 半导体器件的定义和作用。
2. 半导体材料的特性和分类。
第二节常见的半导体器件
1. 硅二极管和整流器件。
2. 双极型和场效应晶体管。
3. 二极管、晶体管和集成电路的比较。
第三节半导体器件的工作原理和特性
1. PN 结的形成和特性。
2. 动态场效应晶体管的工作原理。
3. 半导体器件的电流-电压特性曲线。
第四节半导体器件的制作工艺
1. 硅材料的净化和晶体生长工艺。
2. 掺杂和扩散工艺。
3. 形成金属与半导体接触的工艺。
第五节半导体器件的测试方法
1. 器件的正向和反向特性测试。
2. 器件的参数测量方法。
3. 器件的可靠性测试方法。
三、教学方法
1. 理论授课配合案例分析,让学生理解半导体器件的基本概念和原理。
2. 实验操作,让学生亲自制作和测试半导体器件,加深对其制作工艺和测试方法的理解。
四、教学评估
1. 课堂练,检验学生对半导体器件概念和原理的掌握程度。
2. 实验报告,评估学生对半导体器件制作和测试方法的掌握程度。
五、参考书目
1. 《半导体物理与器件》- 张志强
2. 《半导体器件制作技术》- 邵和平
3. 《半导体物理与器件》- 刘凡。
模拟电子技术电子教案第一章半导体二极管及其电路分析教案
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识(1)导电能力对温度的反应非常灵敏。
(2)导电能力受光照非常敏感。
(3)在纯净的半导体中掺入微量的杂质(指其他元素),它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体,常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子,自由电子和空穴,如果从本征半导体引出两个电极并接上电源,此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动,形成电子电流,带正电的空穴将向电源负极作定向运动,形成空穴电流,而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素,如磷(或者砷、锑等),如图所示。
这种半导体导电主要靠电子,所以称为电子型半导体,简称N型半导本。
在N型半导体中,自由电子是多数载流子,而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中,掺入少量的3价元素硼(铟、钾等),如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴,因此称为空穴型半导体,有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
结论:N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的,尽管杂质含量很微,但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的,尽管数量很少,但对温度非常敏感,对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论:在无外电场或其它因素激发时,PN结处于平衡状态,没有电流通过,空间电荷区是恒定的。
另外,在这个区域内,多子已扩散到对方并复合掉了,好像耗尽了一样,因此,空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性(1)正向特性当PN结外加正向电压(简称正偏),电源正极接P,负极接N,PN结处于导通状态,导电时电阻很小。
(2)反向特性当外加反向电压(简称反偏),电源正极接N,负极接P,PN结处于截止状态结论:PN结正偏时电路中有较大电流流过,呈现低电阻,PN结导通;PN结反偏时电路中电流很小,呈现高电阻,PN结截止,可见PN结具有单向导电性。
光电功教案——半导体材料的应用
光电功教案——半导体材料的应用一、教学目标1. 让学生了解半导体材料的基本概念和性质。
2. 使学生掌握半导体材料在光电功应用中的关键技术。
3. 培养学生的实验操作能力和创新思维。
二、教学内容1. 半导体材料的基本概念和性质半导体的定义半导体的分类半导体的导电原理2. 半导体材料在光电功应用中的关键技术光电探测器光电转换效率光电器件的性能指标三、教学方法1. 采用讲授法,讲解半导体材料的基本概念、性质及其在光电功应用中的关键技术。
2. 利用演示实验,让学生直观地了解半导体材料的特性和应用。
3. 开展小组讨论,引导学生深入思考半导体材料在光电领域的潜在应用。
四、教学准备1. 教材或教学资源:《光电功》相关章节。
2. 教具:PPT、投影仪、演示实验器材。
3. 学具:笔记本、实验报告模板。
五、教学过程1. 导入:通过一个光电探测器的工作原理视频,引发学生对半导体材料在光电功应用中的兴趣。
2. 新课讲解:a. 讲解半导体材料的基本概念和性质。
b. 介绍半导体材料在光电功应用中的关键技术。
3. 演示实验:展示一个光电探测器的工作原理实验,让学生直观地了解半导体材料的特性。
4. 小组讨论:让学生围绕半导体材料在光电领域的潜在应用展开讨论,并提出自己的见解。
5. 课堂小结:总结本节课的重点内容,强调半导体材料在光电功应用中的重要作用。
6. 布置作业:让学生结合课堂所学,编写一份关于半导体材料在光电功应用的实验报告。
六、教学拓展1. 引导学生了解半导体材料在其他领域的应用,如微电子、光电子、能源等。
2. 介绍半导体材料的发展趋势和我国在半导体领域的研究成果。
七、课堂互动1. 提问环节:在学习过程中,学生可以随时向老师提问,老师应及时解答。
2. 讨论环节:在讲解半导体材料的应用时,老师可以组织学生进行小组讨论,分享彼此的见解。
八、教学评估1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性等。
2. 作业完成情况:评估学生对课堂所学知识的掌握程度,以及实验报告的质量。
九年级物理§19.2《半导体》教案
第二节半导体教学目标:1.知道身边形形色色的材料中按导电性不同可分为:导体、半导体、绝缘体三大类。
2.初步了解半导体的一些特点。
3.了解半导体材料的发展对社会的影响。
教学重难点:重点:1、知道材料根据导电性的不同分为三类。
2、知道半导体二极管具有单向导电性,半导体三极管可以放大电信号。
3、知道半导体在生活中应用。
难点:掌握材料根据导电性不同的分类及半导体二极管的单向导电性。
教学准备:电源、灯泡、导线、若干待测材料(如铜、铁、铝等导体,酸、碱、盐的水溶液,纯水、自来水,玻璃、橡胶、铅笔杆、塑料圆珠笔杆等)、接线板、接线柱(或带导线的金属夹)、开关、电阻、半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路、酒精灯、电磁继电器。
教学设计:种类作用原因联系2、实验探究:物质的导电性仪器与器材:电源、灯泡、导线、带导线的金属夹(俗称鳄鱼夹)、待测材料如硬币、铅笔芯、水湿木材、橡皮擦,塑料尺等(可以用其他材料代替,另教师提供部分待测材料).实验参考电路,如右图所示3、导体和绝缘体并没有绝对界限如右图甲,闭合开关灯不亮.用酒精灯给玻璃加热到红炽状态,小灯泡发光(如图乙).这一现象说明了什么?玻璃在通常情况下是相当好的绝缘体.当对其加热到红炽状态时,小灯泡发光,表明玻璃变成导体了。
二、半导体元件1、展示各种半导体元件:半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路等2、演示实验:探究半导体二极管单向导电特性仪器与器材:电源、半导体二极管V、电阻R、灯泡、导线、接线板、接线柱.等.学会设计判断导体与绝缘体的实验装置电路图,并用身边材料进行实验绝缘体在一定条件下可以变成导体!1、观察教师展示的各种半导体元件,并对照课本P166内容,初步认识各种半导体元件及其某些特点。
2、明确实验的器材、电路及步骤。
对实验观察、记录,分析得出实验结论。
(半导体二极管仅允许电流从其正极流入,这种特性叫做半导体二极管的单向导电性)。
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第一章半导体二极管
§1-1 半导体的基本知识
教学目的:
1、了解半导体导电性及特点。
2、初步掌握PN结的基本特性及非线性的实质。
3、熟悉二极管外形和电路符号,伏安特性和主要参数。
4、了解特殊功能的二极管及应用。
教学重点、难点:
教学重点:1)半导体导电性及特点。
2)PN结的基本特性及非线性的实质
3)二极管外形和电路符号,伏安特性和主要参数。
教学难点:二极管外形和电路符号,伏安特性和主要参数
一、半导体的基本概念
人们按照物质导电性能,通常将各种材料分为导体、绝缘体和半导体三大类。
导电性能良好的物质称为导体,例如金、银、铜、铝等金属材料。
另一类是几乎不导电的物质称为绝缘体,例如瓷、橡胶、塑料等材料。
再一类是导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体,例如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓等都是半导体。
纯净半导体也叫本征半导体,这种半导体只含有一种原子,且原子按一定规律整齐排列。
如常用半导体材料硅(Si)和锗(Ge)。
在常温下,其导电能力很弱;在环境温度升高或有光照时,其导电能力随之增强。
常常在本征半导体中掺入杂质,其目的不单纯是为了提高半导体的导电能力,而是想通过控制杂质掺入量的多少,来控制半导体的导电能力的强弱。
在硅本征半导体中,掺入微量的五价元素(磷或砷),就形成N型半导体。
在硅本征半导体中,掺入微量的三价元素(铟或硼),就形
成P型半导体。
二、PN结及单向导电性
1、当把一块P型半导体和一块N型半导体用特殊工艺紧
密结合时,在二者的交界面上会形成一个具有特殊现象的薄层,这个薄层被称为PN结。
2、PN结的单向导电性
1)PN结加正向电压――正向导通
正极接P区,负极接N区,称“正向偏置”或正偏。
2)PN结加反向电压――反向截止
电源负极接P区,正极接N区,称“反向电压”或反偏。
PN结加正向电压导通,加反向电压截止,即PN结的――单向导电性
§1-2半导体二极管
一、二极管的结构、符号和分类
1. 二极管的结构、符号
晶体二极管是由一个PN结构成的,从P区引出的电极为二极管正极,N区引出的电极为二极管负极,用管壳封装起来即成二极管。
二极管的符号用V表示
2、二极管的分类
讲述书本上的表1-2
二极管的命名方法
由五部分组成,见书本P4讲解
我国半导体器件的型号是按照它的材料、性能、类别来命名的,一般半导体器件的型号由五部分组成。
第一部分——用阿拉伯数字表示器件的电极数目;
第二部分——用汉语拼音字母表示器件的材料和极性;
第三部分——用汉语拼音字母表示器件的类型;
第四部分——用阿拉伯数字表示器件序号;
第五部分——用汉语拼音字母表示规格号。
二、二极管的伏安特性
(1) 正向特性(图中OAB段)
①当二极管两端所加的正向电压由零开始增大
时,在正向电压比较小的围,正向电流很小,二极管
呈现很大的电阻,如图中OA段,通常把这个围称为
死区,相应的电压叫死区电压。
硅二极管的死区电压
为0.5V左右,锗二极管的死区电压约为0.1~0.2V。
②外加电压超过死区电压以后,二极管呈现很小
的电阻,正向电流ID迅速增加,这时二极管处于正向
导通状态,如图中AB段为导通区,此时管子两端电压降变化不大,该电压值称为正向压降(或管压降),常温下硅管约为0.6~0.7V,锗管约为0.2~0.3V。
(2) 反向特性(图中OCD段)
①当给二极管加反向电压时,所形成的反向电流是很小的,而且在很大围基本不随反向电压的变化而变化,即保持恒定。
如曲线OC段称为反向截止区,此处的IR称为反向饱
和电流。
②当反向电压大到一定数值UBR时,反向电流会急剧增大,如图中CD段,这种现象称为反向击穿,相应的电压叫反向击穿电压。
正常使用二极管时(稳压二极管除外),是不允许出现这种现象的,因为击穿后电流过大将会使管子损坏。
三、二极管的主要参数
选择二极管时主要考虑以下三个参数;最大整流电流、最高反向工作电压、反向电流。
1、最大整流电流IFM
是二极管允许通过的最大正向工作电流的平均值。
如实际工作时的正向电流平均值超过此值,二极管的PN结可能会过分发热而损坏。
2、最高反向工作电压URM
是二极管允许承受的反向工作电压的峰值。
为了留有余量,通常标定的最高反向工作电压是反向击穿电压的一半或三分之一。
3、反向漏电流IR
是在规定的反向电压和环境温度下测得的二极管反向电流值。
这个电流值越小,二极管单向导电性能越好。
硅是非金属,其反向漏电流较小,在纳安数量级,而锗是金属,其反向漏电流较大,在微安数量级。
讲述书上例题1-1
四、二极管的识别与检测
1、识别
可根据其外部标志来识别管脚极性
2、二极管的检测
用指针式万用表判别二极管
的极性和好坏。
如图5.5所示,将
万用表拔至电阻档的R×100Ω或R
×1KΩ档。
此时,万用表的红表笔
接的是表电池的负极,黑表笔接的
是表电池的正极。
具体的测量方法
是:将万用表的红、黑笔分别接在
二极管的两端,测量此时的电阻
值。
正常时,图(a)测得的正向电阻比较小(几KΩ以下);图(b)测得的反向电阻比较大(几百KΩ)。
测得电阻值小的那一次,黑表笔接的是二极管的正极。
如果测得二极管的正、反向电阻都很小,甚至于为零,表明管子部已短路。
如果测得二极管的正、反向电阻都很大,则表明管子部已断路。
五、其他二极管
1.发光二极管
发光二极管(简称LED)的PN结工作在正向偏置状态。
它
是利用电信号变成光信号的一种半导体器件,它具有功耗低、
体积小、工作可靠等特点。
2.光敏二极管
光敏二极管又称光电二极管,其PN结工作在反向偏置状态。
目前使用最多的是硅(Si)光电二极管。
3、变容二极管
变容二极管的特性曲线及符号
工作原理
应用
变容二极管的结电容主要由耗尽层引起。
耗尽层无载流子,相当于平行板电容器两个极板间的介质,当PN结的面积一定时,结电容Cj与耗尽层的宽度成反比;当外加反向电压减小时,耗尽层变窄,Cj增大,反之,Cj减小。
所以,变容二极管相当于用电压来控制容量的可变电容,即压控电容。
课堂小结:
1. 半导体中有两种载流子:电子和空穴。
半导体的导电性是靠本征激发产生的电子--空穴对来实现的。
常温下导电性很弱,但是它具有热敏特性、光照特性和掺杂特性,因而被广泛应用。
2. 杂质半导体有两类:N型半导体和P型半导体,N型半导体中电子是多数载流子,空穴是少子;P型半导体中空穴是多数载流子,电子是少子。
PN结的基本特性是单向导电性。
3. 二极管是由一个PN结组成,所以具有单向导电性。
二极管的伏安特性是非线性的,故称它是非线性器件。
二极管的门坎电压(也称死区电压),硅管约0.5V,锗管约0.2V;正向压降硅管约0.7V,锗管约0.3V。
4. 特殊二极管主要有稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。
稳压二极管是利用它的反向击穿时电压基本恒定不变,电流变化很大的特性,来实现稳压的。
变容二极管是利用PN结电容随反向电压变化而变化来实现变容的,多用于调谐电路选取信号。
发光二极管功能是将电信号转换为光信号。
而光电二极管则是将光信号转换为电信号。
作业:习题册第1、2、3、4、5页。