项目1 1.1半导体基础知识

实际操作法
（项目 6） 老师根据任务实施情况对学生小组和个人作出评价。
梳理总结 各团队对现场实施情况进行总结，并用 PPT 展示成果 讨论和归纳总
பைடு நூலகம்
实训室 2
实践升华 师生根据实际完成情况给出小组和学生个人成绩
结法
任务一 直流稳压电源的制作与调试
引导学生列举生活中常用的直流稳压电源，简介直流稳压电源的组成和作用， 导入新课：
键。
二.半导体分类 1、本征半导体
图 1-1 硅和锗原子结构平面示意图
（1）定义： 完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 （2）特点 1）两种载流子—自由电子和空穴。 2）特点：a 温度越高，电子空穴对越多； b 电子空穴对的热运动杂乱无章，整体对外不显电性。
2.杂质半导体
常用的半导体材料有硅、锗、硒、砷化镓及金属的氧化物和硫化物等。 一.半导体的特性及结构
1.半导体的特性 半导体的电阻率随温度、光照以及所含杂质的种类、浓度等条件的不同而出 现显著的差别，所以半导体具有热敏性、光敏性和杂敏性的特点。 2、半导体的结构 自然界的一切物质都是由原子组成的，而原子又是由一个带正电的原子核与 若干带负电的电子所组成。电子分层围绕着原子核不停地旋转，内层电子受原子 核的吸引力较大，而外层电子受原子核的吸引力较小。所以，外层的电子获得能 量后就容易脱离原子核的束缚成为自由电子。半导体材料的价电子数是 4 个，其 原子的外层电子既不像金属那样容易挣脱出来，也不像绝缘体那样被原子核紧紧 束缚住。 最常见的半导体材料是硅和锗。其结构见图 1-1，每个原子最外层的 4 个电 子不仅受自身原子核的束缚，还与周围相邻的 4 个原子发生联系。相邻的原子通 过共用价电子而连接在一起，这种相邻原子共用价电子形成的束缚作用称为共价
N 型半导体主要靠自由电子导电，称为多数载流子，而空穴数量远少于电子 数量，称为少数载流子。
（2）P 型半导体 在本征半导体（以硅为例）中掺入少量的 3 价元素，如硼（B）原子的最外
层只有 3 个价电子，3 个价电子与相邻的 3 个硅原子组成共价键后，就留下一个 空穴，空穴数量增多，自由电子则相对很少，故掺入 3 价元素的半导体称为 P 型 半导体。
项目 2
二极管、三极管极性判别和 讲解示范“教、
实验室 2
二极管、三极管测试
质量好坏的判断
学、做”一体
任务 获取 知识 准备
项目 3 常用电子仪器 万用表和示波器的正确使用 讲演示范“教、
实验室 2
使用方法
学、做”一体
项目 4 解剖直流稳压 电源电路
1.5 单相整流电路 1.6 滤波电路 1.7 稳压电路
（1）N 型半导体
在本征半导体（以硅为例）中掺入少量的 5 价元素，如磷（P）、砷（AS）等。 磷原子的最外层有 5 个价电子，其中 4 个价电子与相邻硅原子的最外层价电子组 成共价键形成稳定结构，多余的电子很容易受激发成为自由电子。掺入的磷元素 越多，则自由电子越多。这种掺入 5 价元素的半导体称为 N 型半导体。
P 型半导体主要靠空穴导电，称为多数载流子，而自由电子数量远少于空穴 数量，称为少数载流子。 注意：不论 N 型半导体还是 P 型半导体都是电中性，对外不显电性。 三.PN 结的形成与特性
1、PN 结的形成 （1）定义：P 型与 N 型半导体接触后，在交界面附近就会形成一个具有特殊 性质的薄层，这个薄层就是 PN 结。 （2）几种运动 扩散运动：因浓度差而引起载流子从浓度高的区域向浓度低的区域运动。
1
系数≤0.01;3、具有短路保护功能；4、 Imax 1.0 A
阅资料
图书馆
实践 制作前的准备；根据电路图焊接各元件，制作稳压电
补充 路；检查、调试稳压电路，测试参数、记录结果；撰 头脑风暴法、
理论 写直流稳压电路的制作与调试报告书。
利用设备工具 实训室 5
转化 学生自行检查完成情况，并填写自评表；
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图 1-0 直流稳压电源组成方框图
任务一知识网络分布图
项目 1 获取半导体元件方面的理论知识 1.1 半导体基础
自然界的物质，按其导电能力可分为导体、半导体和绝缘体。导体和绝缘体 材料在电力系统中得到了广泛的应用。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间， 20 世纪 40 年代，科学家在试验中发现半导体材料具有一些特殊性能，其电阻率 随温度、光照以及所含杂质的种类、浓度等条件的不同而出现显著的差别。奇妙 的 PN 结，带领我们进入奥妙无穷的电子世界。
漂移运动：在内电场的作用下，对方区域内的少数载流子会被吸引过来，形成漂 移运动。
当多数载流子的扩散运动和少数载流子的漂移运动达到一个相对稳定的动 态平衡时，在交界面上形成稳定的空间电荷区—即 PN 结。
2.PN 结的特性 （1）正向导通特性 给 PN 结加正向电压，即 P 区接电源正极，N 区接电源负极，这种接法叫正 向偏置。形成的电流叫做正向电流。 实验证明外加电场越强，正向电流越大，PN 结的正向电阻变小。处于正向 导通状态。 （2）反向截止特性 给 PN 结加反向电压，即 N 区接电源正极，P 区接电源负极，这种接法叫反 向偏置。形成的电流叫做反向电流。 实验证明，当温度一定且反向电压不超过某一值时，反向电流几乎不随外加 反向偏置电压的变化而变化，又称其为反向饱和电流。其受温度影响很大。反向 电流很小，可以忽略，所以反向偏置时，处于截止状态，电阻很大。 结论：PN 结正偏导通，反偏截止---PN 结的单向导通特性 小结: 本次课的主要内容： 半导体的结构和特性； 两种杂质半导体的构成和特点； PN 结的形成和特性 重点：杂质半导体和 PN 结的特性；难点：PN 结的形成 作业：P48 1-1、1-2
讲解、举例、 多媒体 比较、讨论和 教室或 6 演练多法并用 实训室
项目 5 直流稳压电路 的性能测试
对单相桥式整流电容 滤波电路进行测试
讲演示范“教、 实验室 2
学、做”一体
任务描述：
制作并调试串联型直流稳压电源：1、输入交流 220V 头脑风暴法、 实训室
时输出直流电压 6V；2、输出纹波电压＜5mV，稳压 分组讨论、查 或
任务一 直流稳压电源的制作与调试
实施 步骤
工作过程安排
具体内容
教学方法 和手段
实施 建议 地点 学时
支撑知识和技能：
项目 1 获取半导体元件方面
的理论知识
1.1 半导体基础 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管
1.4 场效应管
任务驱动法、 多媒体
讲解、举例、 教室或 8
比较、讨论和 实训室
演练多法并用