电工学教案半导体二极管和三极管

课题1.1 半导体二极管课型新课授课班级授课时数 2 教学目标1．熟识二极管的外形和符号。

2．掌握二极管的单向导电性。

3．理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。

教学重点二极管的单向导电性。

教学难点二极管的反向特性。

学情分析教学效果教后记新课A．引入自然界中的物质，按导电能力的不同，可分为导体和绝缘体。

人们又发现还有一类物质，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，那就是半导体。

B．新授课1.1半导体二极管1.1.1什么是半导体1．半导体：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，人们把这一类物质称为半导体。

2．载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。

（1）自由电子：带负电荷。

（2）空穴：带正电荷。

特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。

3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。

即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。

即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。

1.1.2PN结1．PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。

2．实验演示（1）实验电路（2）现象所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。

（3）结论PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。

3．反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。

4．热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。

5．结电容（讲解）（引入实验电路，观察现象）PN结存在着电容，该电容称为PN结的结电容。

1.1.3半导体二极管利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。

1．半导体二极管的结构和符号（1）结构：由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和平面型（如图c）。

电工学教案半导体二极管和三极管一、教学目标1.了解半导体二极管和三极管的基本结构和工作原理；2.掌握常见半导体二极管和三极管的特性参数；3.能够分析和解决与半导体二极管和三极管相关的电路问题；4.培养学生的动手实践和创新能力。

二、教学内容1.半导体二极管的基本结构和工作原理；2.常见半导体二极管的特性参数和应用；3.三极管的基本结构和工作原理；4.常见三极管的特性参数和应用。

三、教学过程1.导入引入通过介绍电子元器件中的两种重要器件，半导体二极管和三极管，引发学生对相关知识的探究和学习兴趣。

2.课堂讲解2.1半导体二极管2.1.1基本结构和工作原理详细介绍半导体二极管的基本结构，包括P-N结和其注入。

详细介绍半导体二极管的工作原理，包括正向偏置和反向偏置。

2.1.2特性参数和应用介绍半导体二极管的特性参数，包括导通压降、最大反向电压和最大正向电流等。

介绍半导体二极管的应用，包括整流、波形修整等。

2.2三极管2.2.1基本结构和工作原理详细介绍三极管的基本结构，包括三个区域的P-N结和掺杂工艺。

详细介绍三极管的工作原理，包括共发射极、共集电极和共基极的基本工作模式。

2.2.2特性参数和应用介绍三极管的特性参数，包括放大系数、最大耗散功率和最大反向电压等。

介绍三极管的应用，包括放大、开关等。

3.实验演示通过实验演示，让学生亲自搭建电路，观察和验证半导体二极管和三极管的工作原理和特性。

4.小结反思对课堂内容进行总结和归纳，强化学生对半导体二极管和三极管的理解。

四、教学方法1.讲授结合实践通过讲解和实验结合，加深学生对半导体二极管和三极管相关知识的理解和应用能力。

2.探究式学习鼓励学生积极参与课堂互动，提出问题、讨论问题，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

五、教学评估1.课堂小测验设置课堂小测验以检测学生对知识的掌握程度。

2.实验报告要求学生根据实验结果和分析写实验报告，评估学生对半导体二极管和三极管的实际操作和分析能力。

教案系部：自动化课程：电子技术班级：机械自造及自动化教师：xxx应用职业技术学院教案教学内容、方法及过程结的导电性：）正向加压：外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与电场方向相反，削弱了内电场。

于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩二、二极管伏安特性：、正向特性：当二极管外加正向电压很小时，正向电流很微弱。

只有当正向电压超过某值后，正向电流明显增大，这一电教案二、三极管电流分配与电流放大原理：、三极管电流放大电路：调节电阻RB的阻值，观察IB、IC和IE之间的关系如下：教学内容、方法及过程四、三极管的工作状态：、作为放大元件：工作在放大区域，此时发射结正偏，集电结反偏。

）开关断开——截止区，集电结与发射结均反向偏置）开关闭合——饱和区，集电结与发射结均正向偏置五、温度对三极管的影响：、温度对输入特性的影响温度升高，少子数目增加，ＰＮ变薄，发射结势垒电压下降，在维持的情况下，需要输入电压UBE下降。

输入特性曲线随温度升高向左移。

温度升高，少子数目增加，多子数目基本不高，由于复合作用，基区多子浓提高。

的影响教案三、MOS管的工作原理的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。

耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能以形成漏极、输出特性结加正向电压导通时，发光；教案(b)教学内容、方法及过程—1%电源VCC 、电阻Rb 和发射结构成基极回路，VCC 和Rb 是线性电路部分，而发的关系是线性关系，即满足CE CC c Cu V R i =-2) 输出回路的动态图解分析，Rb=280KΩ，β=50，VT为NPN硅管，使用图解法求静态工作此时，基极和发射极之间壳等效为一个电阻：be EQ 26(mV)200(1)(mA)r I β≈Ω++、放大电路的小信号模型绘制：）将三极管从交流通路中去掉；）用小信号模型替换三极管）标注等效电路中的相应物理量b 0βi ⋅=t o CR R i =≈v、放大电路微变等效电路只适用与小信号模型、放大电路的动态指标包括电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。

应用项目教学法进行《电子线路》教学教案项目一：半导体与二极管授课班级一、项目要求：利用万用表测量各电学的基本物理量，该项目分以下四个分项目：（1）熟悉二极管的伏安特性。

（2）利用万用表判断二极管的极性。

（3）利用万用检测二极管的质量。

（4）了解二极管的主要参数。

二、教学目标：知识技能：学生在实际工作的过程中，了解二极管导电的基本原理，掌握万用表判断、检测二极管方法。

过程与方法：通过教师指导及同学的实际操作，感受实际工作中二极管的用途及使用，学会判断二极管的极性和质量.情感、态度、价值观：培养学生实际操作能力，以及与同伴合作交流的意识和能力。

三、项目分析：本项目是在学习万用表的基本原理的基础上，对电学各物理量实际测量，让学生从亲身的感受中说、做、学，优化教学过程，改进学习方式，并倡导学生主动参与学习和同学交流合作，用不同的方式来学习知识。

通过讨论交流进行探索和实现问题的解决，形成一定的知识解决模型，并最终解决实际问题，从而能够与行业零距离接轨。

重点：二极管的单向导电性。

难点：灵活运用所学各种知识，准确判断出二极管的极性和质量。

突破重点、难点：①学生在老师的引导下完成项目。

②教师帮助个别学生提高水平。

四、教学策略分析1.学习者分析学生学习该项目之前已经了解了电路的基本知识。

2．教学理念和教学方式教学是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。

电工电子教学，要紧密联系学生的生活实际。

采用项目教学法学习，教师可以采用实践的方法，传播知识。

学生是学习的主人，在教师的指导下及小组合作交流中，利用动手操作，探索、发现新知识，自主学习。

教学评价方式多样化，包括教师评价、学生评价、小组评价等多种方式。

对学生的学习和练习作出评价，让每个学生都能体验到成功的乐趣。

采用项目教学法，让学生把分散知识的各知识点综合起来，应用于实际工作中。

五、教学准备1.二极管8只。

2.万用表（每人一只）。

六、时间安排（总课时：2课时）任务1：半导体及二极管的结构，０.５课时。

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 ）。

电工学教案授课教师：***第15章半导体二极管和三极管一、基本要求1. 了解半导体的导电特性，理解PN结的单向导电性；2. 了解二极管、稳压管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；3. 了解双极型晶体管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；4. 了解MOS场效晶体管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义。

二、重点：1. PN结的单向导电性；2.二极管、稳压管的特性曲线及主要参数；3.双极型晶体管的特性曲线及三个工作区（放大、截止、饱和）的特点及主要参数；4. MOS场效晶体管的特性曲线及主要参数。

三、难点：1.载流子运动规律与外部特性曲线的关系。

15．1 半导体的导电特性物体根据导电性能的差别可分为导体、绝缘体、半导体。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。

半导体中的载流子包括电子载流子和空穴载流子。

一、半导体的特性1．温敏性 2．光敏性 3．掺杂性二、半导体共价键结构1．价电子原子的最外层电子叫价电子。

物资的半导体性能与价电子有关。

价电子数目越接近于8个，物资的化学结构越稳定。

金属的价电子一般少于4个，单质绝缘体一般多于4个。

半导体的价电子数为4个(硅锗)。

2．共价键相邻的原子被共有的价电子联系在一起，原子的这种组合叫共价键。

15.1.1 本征半导体1、本征半导体：纯净的不含任何杂质的半导体。

常温下，本征半导体的载流子很少，导电能力很弱，随着温度升高，导电能力上升。

2、热激发：半导体受热而产生载流子的过程。

3、空穴：热激发使某些共价键，由于电子挣脱出去而留下的一个空位。

空穴带一个正电荷。

4、复合：空位子被自由电子填补掉。

5、漂移：在电子场作用下，自由电子和空穴作定向运动，称漂移。

6、本征半导体的导电性：ａ.有两种不同的载流子，自由电子，空穴。

ｂ.室温下电子，空穴对有限，导电力差。

ｃ.在电场作用下，载流子产生电流，电流为电子电流与空穴电流之和。

15.1.2 N型半导体和P型半导体为了提高半导体的导电能力,可在本征半导体中掺入微量杂质元素,掺杂后半导体称为杂质半导体。