电子技术第一章教案
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. A .引入
自然界中的物质,
1 ----- 新课 又发现还有一类物质,
半导体。
B .新授课
1.1 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。 1.1.2 PN 结
(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
按导电能力的不同, 可分为导体和绝缘体。 人们 它们的导电能力介于导体和绝缘体之间, 那就是
半导体二极管
(讲解)
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
(引入实 验电路,观 察现象
)
反向电流小
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一一半导体二极管。 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 图b )和平面
型(如图
(1)正向特性(二极管正极电压大于负极电压)
a )、面接触型(如
c )。
正极
正极引线
/P 型再結晶层 二氧化硅保护层
P 型
硅
PK 结 E
负极
(«) 电极
(h) 负极引钱
(c)
(展示各
种二极管)
(2)符号:如图所示,箭头表示正向导通电流的方向。
—oK
(负极)
Ao
2 •二极管的特性
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, 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。
这两者之
(引导分
析伏安特
性)
飒坤冗
”金属丝
型错晶片 支架
正极引线 电极
/N 型硅(或
错) h 接触层
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 0.1 V .0.2 V 。 ②
正向导通: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 V .0.7 V ,锗二极管 0.2 V . 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。
由二极管的伏安特性可知,二极管属于非线性器件。 3•半导体二极管的主要参数
(1) 最大整流电流I F :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 V RM :二极管正常使用时允许加的最高反向电压。
1 .晶体二极管加一定的 __________ 电压时导通,加 _________ 电压时 ______ ,这一导电特
性称为二极管的
特性。
2 __________________________________________ .二极管导通后,正向电流与正向电压呈
关系,正向
电流变化较大时,
二极管两端正向压降近似于 __________________________ ,硅管的正向压降为 _ V ,锗管约为 V 。
1 . PN 结具有单向导电性。
2
.用PN 结可制成二极管。符号如图所示。
A
V p I N
3
.二极管的伏安特性分正向特性和反向特性两部分。
P22习题一
1-1 , 1-2, 1-3, 1-4, 1-5。
(讲解)
布置作业
练习
小结
A •引入
在半导体器件中,有一种广泛应用于各种电子电路的重要器件, 就是半导体三极
管,通常也称为晶体管。
B .新授课
1.2半导体三极管
1.2.1半导体三极管的基本结构与分类 1 •结构及符号
PNP 型及NPN 型三极管的内部结构及符号如图所示。
三区:发射区、基区、集电区。 三极:发射极 E 、基极B 、集电极C 。 两结:发射结、集电结。
实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。 2 .分类: (1)
按半导体基片材料不同: NPN 型和PNP 型。
(2) 按功率分:小功率管和大功率管。 (3) 按工作频率分:低频管和高频管。 (4) 按管芯所用半导体材料分:锗管和硅管。 (5) 按结构工艺分:合金管和平面管。 (6) 按用途分:放大管和开关管。 3 •外形及封装形式
三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。常用的外形及封装形式如图所示。
电极
(介绍,参
考教材)
P 集电
区
傑电结
N 集电区 蟲
J. U 4 I
g
亠 c
浚射站g
N
发射区
发射区
(展示各 种二极管)
c
?堡电极
集电结
发射结
E 占笈射极
E 占发射极