电子技术基础教案

教案（2015至2016学年第_二学期）课程名称_ 电子技术基础授课班级 14机电大专(1)_授课老师施春雨任教系部机电工程江苏省通州中等专业学校江苏联院通州分院教学环节教学内容（知识或技能点）教师活动学生活动信息技术复习提问引入新课讲授新课一、半导体及其特点自然界的物质按其导电能力可分为导体、绝缘体和半导体三大类，半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。

半导体器件具有重量轻、体积小、耗电少、寿命长、工作可靠等突出优点，在电子技术中得到了广泛的应用。

半导体的常用材料为锗、硅等，因其材料的敏感性，半导体的导电能力受外界条件的影响较大，具体特点如下：1．半导体的导电性能与温度有关。

2．半导体的导电性能与光照有关。

3．在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。

二、本征半导体纯净的半导体称为本征半导体。

常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均为4价元素，最外层有4个电子。

其晶体结构中，相邻两个原子的一对最外层电子（价电子）成为共用电子，形成共价键结构，如图1.1.1所示。

在共价键结构中，价电子如果由于热运动（热激发）获得足够的能量，就会挣脱共价键的束缚变成为自由电子。

与此同时，在共价键中留下一个空位置，称为空穴，半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发，如图1.1.2所示。

三、杂质半导体组织教学，创设情境引入新课。

分析讲解，运用引导启发式教学模式，激发学生思考。

分析讲解，引导学生总结。

思考分析、回答提问，复习旧知识。

认真听讲，分析思考，讨论1．N型半导体若在四价硅(或锗)晶体中掺入少量的五价元素磷(P)，五价的磷原子在晶体中占据了原来硅原子的一个位置，如图1.1.3所示。

在这种半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。

2．P型半导体若在硅(或锗)晶体中掺入三价元素硼(B)，由于每个硼原子只有三个价电子，因而在构成共价键结构时，将因缺少一个价电子而形成一个空穴，如图1.1.4所示，这种半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。

四、PN结1．PN结的形成一块半导体晶片两边经不同掺杂后分别形成P型和N型半导体，如图1.1.5(a)所示，由于P区空穴浓度大，而N区空穴浓度小，这样由于浓度差产生了扩散运动，因此空穴要从P区向N区扩散，N区的自由电子要向P区扩散。

这样，在P型半导体和N型半导体交界面的两侧就形成了一个空间电荷区，这个空分析讲解引导学生思考，并总结。

认真听讲思考、小组讨论课堂小结间电荷区就是PN结。

如图1.1.5(b)所示。

正负空间电荷在交界面形成一个内电场，它推动两个区域内的少数载流子越过空间电荷区，进人另一区域，如图1.1.6所示。

这种少数载流子在内电场作用下的有规则运动称为漂移运动。

2．PN结的单向导电性(1) PN结加正向电压所谓PN结加正向电压，是指外电源的正极接PN结的P区，外电源的负极接PN结的N区，如图1.1.7(a)所示。

由图可知，外电场将削弱内电场的作用，从而使得多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。

(2) PN结加反向电压PN结加反向电压，即外电源的正端接N区，负端接P区，如图1.1.7(b)所示。

此时内电场增强，多数载流子的扩散运动减弱，少数载流子的漂移运动加强，在电路中形成了反向电流。

但由于少数载流子的数量很少，因此反向电流不大。

课堂小结教师和学生一起总结本节课的知识点，巩固本节课所学知识。

总结梳理本节课知识点。

教学环节教学内容（知识或技能点）教师活动学生活动信息技术复习提问引入新课讲授新课一、二极管的结构、符号和类型1．二极管的结构半导体二极管是由一个PN结加上电极和外引线，再用外壳封装而成的。

从P区引出的电极为二极管阳极（正极）；从N区引出的电极为二极管的阴极（负极）,如下图(a)所示。

2．二极管的符号二极管在电路中的符号如图(b)所示，图中箭头方向为二极管单向导电时的电流方向。

二、二极管的伏安特性半导体二极管本质上是一个PN结，因此，它具有单向导电性，这一单向导电性可用伏安特性表达出来。

图1.1.9为二极管的伏安特性曲线。

通常硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。

二极管一旦导通后，它两端的电压近似为一常数。

对硅管，此值约为0.6—0.7V；对锗管，约为0.2—0.3V。

在反向特性区，由于少数载流子的漂移运动，形成很小的反向饱和电流IS。

当反向电压增加到某一值U(BR)时，反向电流将突然增大，二极管的单向导电性被破坏，这种现象称为击穿。

组织教学，创设情境引入新课。

分析讲解，运用引导启发式教学模式，激发学生思考。

分析讲解，引导学生总结。

思考分析、回答提问，复习旧知识。

认真听讲，分析思考，讨论三、二极管的主要参数1．最大整流电流IFM2．最大反向工作电压URM3．反向电流IR四、二极管的应用举例例1.1.1 二极管的整流作用。

例 1.1.2 二极管的钳位与隔离作用。

五、稳压二极管稳压二极管也称为齐纳二极管，是一种特殊的面接触型半导体二极管，它的外形与普通二极管相似。

因其工作在反向击穿区，在电路中能起稳定电压的作用，故称为稳压管。

六、发光二极管发光二极管是一种将电信号转换成光信号的发光半导体器件，简写为LED。

当外加正向电压时，PN结两边的多子扩散到对方，并与对方的多子复合。

电子和空穴复合时会释放出能量，产生出光子，使二极管发出一定颜色的光。

七二极管的检测1．二极管器件型号的识别半导体器件型号主要由五部分组成，第一部分表示电极数，第二部分表示材料和极性，第三部分表示类别，第四部分表示序号，第五部分表示规格号，附录给出半导体分立器件的型号，可供参考。

2.极性的外观识别普通二极管外壳上一般标有极性，如用箭头、色点、色环或管脚长短等形式做标记。

箭头所指方向或靠近色环的一端为阴极，有色点或长管脚为阳极。

若标识不清时，可用万用表进行判别。

3.用万用表测试二极管的极性半导体二极管内部实质上是一个PN结，当外加正向电压时，二极管导通，呈现低电阻；当外加反向电压时，二极管截止，呈现高电阻。

对此，可采用万用表分析讲解引导学生思考，并总结。

认真听讲思考、小组讨论课堂小结的电阻挡判别二极管的极性及其质量的好坏。

图1.1.15为采用普通指针式万用表的面板示意图及其“Ω”挡简化等效电路。

4.判断二极管的好坏①两表笔正反向测量表针均不动，二极管开路。

②两表笔正反向测量阻值均很小或为0Ω，二极管短路。

③正向测量表针指示10kΩ左右，反向测量表针指示值变较小，二极管反向漏电流大，不宜使用。

课堂小结教师和学生一起总结本节课的知识点，巩固本节课所学知识。

总结梳理本节课知识点。

课外作业P26填充1,6，选择8,9分析计算15板书设计一、二极管的结构、符号和类型1．二极管的结构2．二极管的符号二、二极管的伏安特性三、二极管的主要参数1．最大整流电流IFM2．最大反向工作电压URM3．反向电流IR四、二极管的应用举例例 1.1.1 二极管的整流作用。

例1.1.2 二极管的钳位与隔离作用五、稳压二极管稳压二极管也称为齐纳二极管，是一种特殊的面接触型半导体二极管，它的外形与普通二极管相似。

因其工作在反向击穿区，在电路中能起稳定电压的作用，故称为稳压管。

六、发光二极管七二极管的检测1．二极管器件型号的识别2.极性的外观识别3.用万用表测试二极管的极性4.判断二极管的好坏①两表笔正反向测量表针均不动，二极管开路。

②两表笔正反向测量阻值均很小或为0Ω，二极管短路。

③正向测量表针指示10kΩ左右，反向测量表针指示值变较小，二极管反向漏电流大，不宜使用。

教学反思学校的器材实在是太少年月日实际上课时间班第周( 月日,星期 )第节课班第周( 月日,星期 )第节课班第周( 月日,星期 )第节课教学环节教学内容（知识或技能点）教师活动学生活动信息技术复习提问引入新课讲授新课一、直流稳压电源的组成图1.2.1所示为一般小功率直流电源的组成示意图。

把交流电源变换为所需直流稳压电源一般需经过变压、整流、滤波和稳压四个步骤。

二、单相整流电路所谓整流，是利用二极管的单向导电特性，将交流电变换为具有单向脉动的直流电。

在小功率直流电源中，经常采用单相半波、单向全波和单相桥式整流电路。

1. 单相半波整流电路（1）电路组成单相半波整流电路由变压器B、整流二极管VD及负载电阻RL组成。

变压器B将电网提供的正弦交流电压u1变成整流电路所需要的二次电压u2。

图1.2.2所示为单相半波整流电路。

（2）工作原理在u2正半波时，图中a点为“+”，b点为“－”，即二极管VD处于正向偏置而导通，负载RL中流过电流io，在RL上产生压降uo，其极性为上“+”下“－”。

若忽略二极管的管压降，负载电压uo即为变压器二次侧u2。

在u2负半波时，图中a点为“－”，b点为“+”，此时二极管VD反向偏置，处于截止状态，二极管电流和负载电流均为零。

此时，二极管两端承受一个反向电组织教学，创设情境引入新课。

分析讲解，运用引导启发式教学模式，激发学生思考。

分析讲解，引导学生总结。

思考分析、回答提问，复习旧知识。

认真听讲，分析思考，讨论压，其值为： Uvd=U2=U2sin ωt 图 1.2.3画出了单项半波整流电路中电压、电流的波形。

由此可知，这种电路是利用二极管的单向导电性，仅在电源电压的半个周期（正半周）有电流通过负载，故称为半波整流电路。

（3）输出的直流电压和电流的估算由图1.2.3所示电路输出电压的波形可知，输出电压在一个周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。

这时负载上的平均电压为：流过负载的直流电流为： （4）选择二极管 在整流电路中，流过二极管的电流Id 就是负载电流I0，即 Id ＝I0二极管截止时承受的最高反向电压就是变压器二次侧交流电压u2的最大值U2 ，即 UVDM= U2例 1.2.1 有一单相半波整流电路如图1.2.2所示。

已知负载电阻RL=750Ω，变压器二次侧电压U2=20V ，试求UO 、IO ，并选择二极管。

2．单相全波整流电路（1）电路组成 全波整流电路原理图单相全波整流电路如图1.2.4所示，两个二极管性能相同，VD1的阳极连接A分析讲解引导学生思考，并总结。

认真听讲思考、小组讨论220221045.02)(sin 2U U t td U U ===⎰πωωππL L o oR U R U I 245.0==点，VD2的阳极连接B 点，电源变压器的作用是产生大小相等而相位相反的u2a 和u2b 。

（2）工作原理设u2为正半周时，图中A 端为正，B 端为负，二极管V1导通，V2截止，电流iD1自A 端经二极管VD1自上而下流过RL 到变压器中心抽头；当u2为负半周时，B 端为正、A 端为负，二极管V2导通，V1截止，电流iD2自B 端经二极管VD2，也自上而下流过负载RL 到变压器中心抽头，iD1和iD2叠加形成全波脉动直流电流io ，在RL 两端产生全波脉动直流电压uo 。