(完整版)《电子技术基础》正式教案
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《电子技术基础》课程教案一、课程概述1. 课程定位:《电子技术基础》是工科电类相关专业的一门核心专业基础课程,旨在培养学生掌握电子技术的基本理论、基本知识和基本技能。
2. 课程目标:通过本课程的学习,使学生了解电子技术的基本概念、基本原理,掌握基本电子元件的工作原理及应用,具备分析和解决电子技术问题的能力。
二、教学内容1. 第一章:电子技术概述教学内容:电子技术的定义、发展历程、应用领域及发展趋势。
2. 第二章:常用电子元件教学内容:电阻、电容、电感、二极管、三极管等基本电子元件的原理、特性及应用。
3. 第三章:基本电路分析教学内容:电路的基本概念、基本定律,直流电路、交流电路和模拟电路的分析方法。
4. 第四章:放大电路教学内容:放大器的基本原理、分类及应用,常见放大电路的设计与分析。
5. 第五章:数字电路基础教学内容:数字电路的基本概念、数字逻辑运算、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路。
三、教学方法1. 讲授法:通过讲解、案例分析等方式,使学生掌握电子技术的基本概念、原理和方法。
2. 实践法:安排实验课程,让学生动手操作,加深对理论知识的理解和应用。
3. 讨论法:组织学生进行小组讨论,培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。
四、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等,占总评的40%。
2. 期末考试:包括理论考试和实际操作考试,占总评的60%。
五、教学资源1. 教材:《电子技术基础》教材及相关辅导资料。
2. 实验设备:电子实验台、示波器、信号发生器、万用表等。
3. 网络资源:电子技术相关网站、论坛、教学视频等。
六、第四章:放大电路1. 教学内容:本章主要介绍放大器的基本原理、分类及应用,包括常见放大电路的设计与分析。
具体内容包括:放大器的静态工作点与动态工作点调整放大器的类型:共射放大器、共基放大器、共集放大器放大器的频率特性放大器的级联与多级放大器设计放大器的实用电路设计实例2. 教学方法:结合理论知识讲解放大电路的原理与设计方法。
实用标准电子技术基础教案§1-1 半导体的基础知识目的与要求1. 了解半导体的导电本质,2. 理解N型半导体和P型半导体的概念3. 掌握PN结的单向导电性重点与难点重点1.N型半导体和P型半导体2. PN结的单向导电性难点1.半导体的导电本质2.PN结的形成教学方法讲授法,列举法,启发法教具二极管,三角尺小结半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。
载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。
在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。
多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态。
布置作业1.什么叫N型半导体和P型半导体第一章常用半导体器件§1-1 半导体的基础知识自然界中的物质,按其导电能力可分为三大类:导体、半导体和绝缘体。
半导体的特点:①热敏性②光敏性③掺杂性导体和绝缘体的导电原理:了解简介。
一、半导体的导电特性半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗(Ge)。
硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4个价电子。
1.热激发产生自由电子和空穴每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一起。
两个相邻原子共用一对电子。
室温下,由于热运动少数价电子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空位称为空穴。
失去价电子的原子成为正离子,就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子。
2.空穴的运动(与自由电子的运动不同)有了空穴,邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴,这样空穴便转移到邻近共价键中。
新的空穴又会被邻近的价电子填补。
带负电荷的价电子依次填补空穴的运动,从效果上看,相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。
3.结论(1)半导体中存在两种载流子,一种是带负电的自由电子,另一种是带正电的空穴,它们都可以运载电荷形成电流。
电子技术全册教案完整版教学设计第一章:电子技术基础1.1 电子元件教学目标:了解电子元件的基本概念和作用。
熟悉常见的电子元件及其符号。
教学内容:介绍电子元件的分类和功能。
讲解电阻、电容、电感等基本电子元件的符号和性质。
教学活动:展示实物电子元件,引导学生观察和识别。
利用多媒体教学,展示电子元件的符号图示。
进行实例分析,让学生理解电子元件在电路中的作用。
1.2 电子电路的基本概念教学目标:理解电子电路的基本概念和组成。
掌握电子电路的分析和设计方法。
教学内容:介绍电子电路的定义和组成要素。
讲解电子电路的分析方法和设计原则。
教学活动:通过实物展示和模拟电路,让学生了解电子电路的基本组成。
利用案例分析,引导学生学习电子电路的分析方法。
进行小组讨论,让学生掌握电子电路的设计原则。
第二章:模拟电子技术2.1 放大电路教学目标:理解放大电路的基本原理和功能。
熟悉常见的放大电路及其应用。
教学内容:介绍放大电路的定义和作用。
讲解放大电路的原理和特点。
教学活动:通过实验和模拟电路,让学生观察放大电路的工作原理。
利用案例分析,引导学生了解放大电路的应用领域。
进行小组讨论,让学生掌握放大电路的设计和应用技巧。
2.2 振荡电路教学目标:理解振荡电路的基本原理和功能。
熟悉常见的振荡电路及其应用。
教学内容:介绍振荡电路的定义和作用。
讲解振荡电路的原理和特点。
教学活动:通过实验和模拟电路,让学生观察振荡电路的工作原理。
利用案例分析,引导学生了解振荡电路的应用领域。
进行小组讨论,让学生掌握振荡电路的设计和应用技巧。
第三章:数字电子技术3.1 数字逻辑基础教学目标:理解数字逻辑的基本概念和原理。
熟悉常见的逻辑门及其功能。
教学内容:介绍数字逻辑的定义和基本元素。
讲解逻辑门的原理和功能。
教学活动:通过实物展示和模拟电路,让学生了解数字逻辑的基本概念。
利用案例分析,引导学生学习逻辑门的功能和工作原理。
进行小组讨论,让学生掌握逻辑门的应用和连接方式。
《电子技术基础》教案适用学时:前60(54)学时编写日期:2006年2月1日§绪言学时:1学时教学内容一、电子技术基础课的性质电子技术研究怎样通过各种半导体管以及由它们组成的电路将微弱电信号进行放大、变换或重新组合,然后应用到各个领域。
电子技术基础课主要介绍半导体器件的结构、工作原理和功能等,进而说明各种基本电路的应用范围、效率和形式。
二、电子技术基础课程的内容1、半导体器件二极管、三极管、场效应管等是最常用的半导体器件,本书重点介绍二极管、三极管、场效应管的结构、工作原理、特性和主要参数,以及它们的简单检测方法。
2、放大和振荡电路放大电路的放大功能是电子技术的重要理论依据。
3、集成运算放大器4、直流电源5、晶闸管电路6、门电路及组合逻辑电路7、触发器和时序电路三、课程目的和学习方法“电子技术基础”虽然是专业理论基础,但它具有很强的实践性。
§第一章常用半导体器件第一节半导体的基本知识学时:1学时教学要求:1.了解半导体的一般概念2.理解半导体的导电机理与导电特性3.理解掺杂半导体的产生及导电类型4.了解PN结的概念5.理解PN结形成的原理及PN结的单向导电性教学内容一、半导体的导电特性(a )硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生图 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图二、N 型和P 型半导体 1、N 型半导体在本征半导体中参入微量五价元素的杂质形成的半导体,其共价键结构如图1.2所示。
常用的三价元素的杂质有磷、砷和锑等。
图1.2 N2、P 型半导体在本征半导体中参入微量三价元素的杂质形成的半导体,其共价键结构如图1.3所示。
常用的三价元素的杂质有硼、铟等。
图1.3 P三、PN 结及其单向导电性 1、PN 结的形成所示。
图1.4 PN 结的形成2、PN 结的单向导电性正偏与反偏:当外加电压使PN 结中P 区的电位高于N 区的电位,称为加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。
电子技术教案完整版标准版一、教学内容本节课选自《电子技术基础》第五章,具体内容为:数字电路的逻辑门原理及其应用。
详细内容包括逻辑门的基本概念、逻辑门的种类及功能、逻辑门电路的分析与设计。
二、教学目标1. 理解并掌握逻辑门的基本概念和种类。
2. 学会分析和设计简单的逻辑门电路。
3. 能够运用逻辑门解决实际问题。
三、教学难点与重点教学难点:逻辑门电路的分析与设计。
教学重点:逻辑门的基本概念、种类及其功能。
四、教具与学具准备1. 教具:电子电路示教板、逻辑门电路实验套件。
2. 学具:电子电路图绘制工具、逻辑门电路实验套件。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)利用电子电路示教板展示一个简单的逻辑门电路,引导学生观察并思考其功能。
2. 理论讲解(15分钟)介绍逻辑门的基本概念、种类及其功能,通过例题讲解,让学生理解逻辑门的原理。
3. 随堂练习(10分钟)让学生根据所学内容,分析并设计一个简单的逻辑门电路。
5. 课后实践(课后作业)让学生运用所学知识,设计一个具有实际应用的逻辑门电路。
六、板书设计1. 逻辑门的基本概念、种类及其功能。
2. 逻辑门电路分析与设计方法。
3. 课后实践题目。
七、作业设计1. 作业题目:设计一个三人表决器电路,要求使用逻辑门实现。
答案:使用两个与非门(NAND)和一个非门(NOT)实现。
2. 作业题目:分析并简述一个简单的门电路(如AND、OR、NOT)的功能。
答案:略。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课学生对逻辑门的理解程度,以及课堂互动情况。
2. 拓展延伸:引导学生了解更复杂的数字电路,如计数器、寄存器等,为后续课程打下基础。
本教案旨在帮助学生掌握逻辑门的基本概念和应用,通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等环节,使学生在理解的基础上学会分析和设计逻辑门电路。
同时,课后实践和拓展延伸有助于巩固所学知识,培养学生的实际操作能力。
重点和难点解析1. 教学难点:逻辑门电路的分析与设计。
《电子技术基础》第一章教案教学目标:1. 理解电子技术的基本概念和原理;2. 掌握电子元件的基本特性和使用方法;3. 熟悉电子电路的基本组成部分和基本分析方法。
教学内容:1. 电子技术的基本概念;2. 电子元件的基本特性;3. 电子元件的使用方法;4. 电子电路的基本组成部分;5. 电子电路的基本分析方法。
教学步骤:1. 导入:通过引入日常生活中的电子设备,激发学生对电子技术的兴趣,引出本章的教学内容。
2. 讲解电子技术的基本概念,通过示例和图示让学生理解电子技术的基本原理。
3. 讲解电子元件的基本特性,如电阻、电容、电感等,并通过实物展示和实验让学生熟悉这些元件的使用方法。
4. 通过示例电路,讲解电子电路的基本组成部分,如电源、信号源、放大器、滤波器等,并让学生了解这些元件在电路中的作用。
5. 讲解电子电路的基本分析方法,如电压分析法、电流分析法等,并通过实际电路让学生进行实践操作。
教学评价:1. 课堂讲解的清晰度和连贯性;2. 学生对电子技术基本概念和原理的理解程度;3. 学生对电子元件的基本特性和使用方法的掌握程度;4. 学生对电子电路的基本组成部分和基本分析方法的熟悉程度。
《电子技术基础》第二章教案教学目标:1. 理解半导体器件的基本原理和特性;2. 掌握二极管、晶体管等基本半导体器件的使用方法;3. 熟悉半导体电路的基本组成部分和基本分析方法。
教学内容:1. 半导体器件的基本原理和特性;2. 二极管的基本特性和使用方法;3. 晶体管的基本特性和使用方法;4. 半导体电路的基本组成部分;5. 半导体电路的基本分析方法。
教学步骤:1. 导入:通过介绍半导体器件在现代电子技术中的重要性,引出本章的教学内容。
2. 讲解半导体器件的基本原理和特性,如PN结、二极管、晶体管等,并通过示例和图示让学生理解这些器件的工作原理。
3. 讲解二极管的基本特性和使用方法,如整流、稳压等,并通过实验让学生熟悉二极管的应用。
《电子技术基础》正式教案一、教学目标1. 了解电子技术的基本概念、发展和应用。
2. 掌握电子元件的基本原理和特性,包括电阻、电容、电感等。
3. 学习基本的电子电路分析方法,包括串联、并联、混联电路等。
4. 学会使用常用的电子仪器仪表,如万用表、示波器等。
5. 培养学生的实验操作能力和团队协作精神。
二、教学内容第一章:电子技术概述1.1 电子技术的定义和发展1.2 电子技术的应用领域1.3 电子技术的基本电路元素第二章:电子元件2.1 电阻2.2 电容2.3 电感2.4 二极管2.5 晶体管第三章:基本电路分析3.1 串联电路3.2 并联电路3.3 混联电路3.4 电路的功率和能量第四章:常用电子仪器仪表4.1 万用表的使用4.2 示波器的使用4.3 信号发生器和频率计的使用第五章:实验操作与团队协作5.1 电子实验的基本操作5.2 电子实验的安全注意事项5.3 团队协作与沟通技巧三、教学方法1. 讲授法:讲解电子技术的基本概念、原理和分析方法。
2. 实验法:通过实验操作,让学生亲手实践,加深对电子技术的理解和掌握。
3. 案例分析法:分析实际应用中的电子技术案例,提高学生的应用能力。
4. 小组讨论法:鼓励学生相互交流、讨论,培养团队合作精神。
四、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况等,占总评的30%。
3. 期末考试:包括理论知识、电路分析和实际操作,占总评的40%。
五、教学资源1. 教材:《电子技术基础》正式教案。
2. 实验设备:电阻、电容、电感、二极管、晶体管等元件,万用表、示波器等仪器仪表。
3. 辅助材料:教案、PPT课件、实验指导书等。
六、教学进度安排1. 第一章:2课时2. 第二章:3课时3. 第三章:4课时4. 第四章:3课时5. 第五章:2课时七、教学注意事项1. 注重学生的安全意识和实验操作规范。
2. 鼓励学生提问,及时解答学生疑问。
3. 关注学生的学习进度,适时调整教学难度和节奏。
电子技术全册教案完整版教学设计第一章:电子技术基础1.1 电子技术概述了解电子技术的定义和发展历程。
掌握电子元件的基本概念和特性。
1.2 电子元件学习电阻、电容、电感等基本电子元件的符号和功能。
了解二极管、晶体管等半导体元件的原理和应用。
1.3 电子电路的基本分析方法学习电路分析的基本原理和方法,如欧姆定律、基尔霍夫定律等。
掌握电子电路的简单分析和计算能力。
第二章:模拟电子技术2.1 放大电路学习放大电路的基本原理和分类。
掌握放大电路的设计和分析方法。
2.2 滤波器了解滤波器的作用和分类。
学习模拟滤波器的设计和应用。
2.3 振荡电路掌握振荡电路的原理和分类。
学习振荡电路的设计和应用。
第三章:数字电子技术3.1 数字逻辑基础学习数字逻辑的基本概念和原理。
掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基本运算。
3.2 数字电路学习组合逻辑电路和时序逻辑电路的原理和设计。
掌握数字电路的应用和实例。
3.3 数字计算机基础了解计算机的基本组成和工作原理。
学习计算机的中央处理器、存储器和输入输出系统。
第四章:电子测量与仪器4.1 电子测量基础学习电子测量的基本概念和方法。
掌握电子测量仪器的原理和使用方法。
4.2 常用电子测量仪器学习示波器、信号发生器、万用表等常用电子测量仪器的使用。
了解电子测量仪器的维护和保养。
4.3 电子测量实验进行电子测量实验,掌握实验操作技能和数据处理方法。
分析实验结果,提高实验能力和科学思维。
第五章:电子技术应用实例5.1 电子控制系统了解电子控制系统的基本原理和组成。
学习电子控制系统的设计和应用。
5.2 电子制作实例学习电子制作的步骤和技巧。
完成一个简单的电子制作项目,提高动手能力和创新能力。
5.3 电子技术在现代社会中的应用了解电子技术在现代社会中的广泛应用。
学习电子技术在通信、家电、工业控制等领域的应用实例。
第六章:集成运算放大器6.1 运算放大器概述学习运算放大器的基本原理和特性。
掌握运算放大器的应用领域和选用原则。
电子技术基础教案教学目标:1.了解电子技术基础概念和原理。
2.能够运用电子技术基础知识解决实际问题。
3.培养学生的团队合作和创新思维能力。
教学内容:1.电子技术基础概述a.电子技术的定义和应用领域b.电子电路的基本组成和分类c.电子元器件的常见种类和功能2.电路分析方法a.欧姆定律和基尔霍夫定律的介绍和应用b.串、并联电路的计算方法c.简单交流电路的分析方法3.半导体材料与元件a.半导体材料的特性和应用b.二极管和三极管的工作原理和应用c.场效应管和集成电路的基本原理和应用4.放大器电路a.放大器的分类和基本特性b.放大器电路的设计和参数计算c.放大器的应用领域和发展趋势教学策略和方法:1.前置知识激活:通过提问和举例的方式引入新的知识点,激发学生对电子技术基础的兴趣。
2.理论授课:通过讲解、示意图等方式系统地介绍电子技术基础知识。
3.案例分析:通过真实案例的分析,引导学生运用所学知识解决实际问题,培养学生的实际应用能力。
4.实验实践:组织学生进行一些简单的实验操作,加深学生对电子技术基础的理解和实际动手能力。
5.小组讨论:组织学生进行小组合作学习,共同完成一些课堂活动和探究性实验,培养学生的团队合作和创新思维能力。
教学资源:1.教材:根据教学内容选择适合的电子技术基础教材。
2.多媒体课件:准备相关的电子技术基础概念讲解和示意图等教学资源。
3.实验器材:准备实验所需的基础电子元器件和实验仪器。
4.案例分析材料:准备一些真实案例,供学生分析和解决问题。
教学评估与反馈:1.课堂测验:通过一些选择题、判断题等形式的测试,对学生的理论知识掌握情况进行评估。
2.实验报告:要求学生根据实验结果撰写实验报告,评估学生的实验操作和实践能力。
3.小组讨论记录:记录学生小组讨论的过程和结果,评估学生的团队合作和创新思维能力。
教学延伸:1.拓展阅读:引导学生阅读相关的电子技术基础知识书籍或期刊文章,拓宽电子技术知识面。
《电子技术基础》正式教案第一章:电子技术概述1.1 电子技术的定义与发展介绍电子技术的定义讲解电子技术的发展历程1.2 电子技术的基本组成部分介绍电子电路的基本组成部分讲解电子元件的功能和特点1.3 电子技术的基本测量与测试方法介绍电子技术的测量与测试方法讲解测量工具的使用和测量原理第二章:模拟电子技术基础2.1 模拟电子元件介绍电阻、电容、电感等基本元件的特性讲解二极管、晶体管等有源元件的功能和特点2.2 模拟电子电路分析并讲解基本放大电路、滤波电路、振荡电路等介绍模拟集成电路的基础知识2.3 模拟信号处理讲解模拟信号的采样与保持介绍模拟信号的调制与解调第三章:数字电子技术基础3.1 数字电子元件介绍逻辑门、逻辑电路的功能和特点讲解触发器、计数器等数字电路的应用3.2 数字电路设计分析并讲解组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法介绍数字集成电路的基础知识3.3 数字信号处理讲解数字信号的编码与解码介绍数字信号的滤波与加密技术第四章:电子电路的设计与实践4.1 电子电路设计的基本原则和方法讲解电子电路设计的基本原则介绍电子电路设计的方法和步骤4.2 电子电路仿真与实验讲解电子电路仿真软件的使用方法安排电子电路实验项目,讲解实验原理和方法4.3 电子电路的安装与调试讲解电子电路的安装工艺和注意事项介绍电子电路调试的方法和技巧第五章:现代电子技术应用与发展5.1 微电子技术及其应用介绍微电子技术的基本概念和特点讲解微电子技术在现代电子产品中的应用5.2 通信技术及其应用介绍通信技术的基本原理和分类讲解通信技术在现代通信系统中的应用5.3 嵌入式系统及其应用介绍嵌入式系统的基本概念和组成讲解嵌入式系统在现代工业中的应用第六章:传感器与信号检测6.1 传感器的基本原理与应用介绍传感器的作用和分类讲解常见传感器的原理及其在电子技术中的应用6.2 信号检测技术讲解信号检测的基本原理和方法介绍信号处理技术在电子技术中的应用6.3 传感器与信号检测实验安排传感器与信号检测实验项目讲解实验原理和操作方法第七章:电源技术与电子测量7.1 电源技术基础介绍电源的分类和基本原理讲解电源电路的设计和保护7.2 电子测量技术介绍电子测量的基本概念和方法讲解电子测量仪器仪表的使用和维护7.3 电源与电子测量实验安排电源与电子测量实验项目讲解实验原理和操作方法第八章:可编程逻辑器件与计算机8.1 可编程逻辑器件介绍可编程逻辑器件的分类和特点讲解可编程逻辑器件的设计和应用8.2 计算机硬件基础介绍计算机硬件系统的组成和功能讲解中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等的基本原理和应用8.3 计算机软件与编程介绍计算机软件的分类和特点讲解计算机编程语言及其应用第九章:电子技术在工程应用中的案例分析9.1 电子技术在通信工程中的应用分析电子技术在通信系统、设备中的应用案例讲解通信工程中的关键技术及其解决方案9.2 电子技术在自动化控制中的应用分析电子技术在自动化控制系统中的应用案例讲解自动化控制工程中的关键技术及其解决方案9.3 电子技术在现代医疗设备中的应用分析电子技术在医疗设备中的应用案例讲解医疗电子工程中的关键技术及其解决方案第十章:电子技术的创新与发展趋势10.1 电子技术的创新与发展介绍电子技术在科研、产业等领域的创新成果分析电子技术的发展趋势和前景10.2 现代电子技术的应用领域讲解电子技术在物联网、大数据、等领域的应用10.3 电子技术的创新与产业发展探讨电子技术产业发展对经济社会的影响分析电子技术创新对人才培养的需求和挑战重点解析本文档是《电子技术基础》正式教案的完整版,共包含十个章节。
电子技术基础教案
§1-1 半导体的基础知识
目的与要求
1。
了解半导体的导电本质,
2. 理解N型半导体和P型半导体的概念
3. 掌握PN结的单向导电性
重点与难点
重点
1.N型半导体和P型半导体
2. PN结的单向导电性
难点
1.半导体的导电本质
2.PN结的形成
教学方法
讲授法,列举法,启发法
教具
二极管,三角尺
小结
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。
载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。
在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。
多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动
PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态。
布置作业
1。
什么叫N型半导体和P型半导体
第一章常用半导体器件
§1-1 半导体的基础知识
自然界中的物质,按其导电能力可分为三大类:导体、半导体和绝缘体.
半导体的特点:
①热敏性
②光敏性
③掺杂性
导体和绝缘体的导电原理:了解简介。
一、半导体的导电特性
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗(Ge).硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4个价电子.
1.热激发产生自由电子和空穴
每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一起。
两个相邻原子共用一对电子。
室温下,由于热运动少数价电子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空位称为空穴。
失去价电子的原子成为正离子,就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子.
2.空穴的运动(与自由电子的运动不同)
有了空穴,邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴,这样空穴便转移到邻近共价键中.新的空穴又会被邻近的价电子填补.带负电荷的价电子依次填补空穴的运动,从效果上看,相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。
3。
结论
(1)半导体中存在两种载流子,一种是带负电的自由电子,另一种是带正电的空穴,它们都可以运载电荷形成电流.
(2)本征半导体中,自由电子和空穴相伴产生,数目相同.
(3)一定温度下,本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡,电子空穴对的数目相对稳定.
(4)温度升高,激发的电子空穴对数目增加,半导体的导电能力增强。
空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。
二、N型半导体和P型半导体
本征半导体
完全纯净的、结构完整的半导体材料称为本征半导体。
杂质半导体
在本征半导体中加入微量杂质,可使其导电性能显著改变。
根据掺入杂质的性质不同,杂质半导体分为两类:电子型(N型)半导体和空穴型(P型)半导体。
1. N型半导体
在硅(或锗)半导体晶体中,掺入微量的五价元素,如磷(P)、砷(As)等,则构成N型半导体。
在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素,由于这类元素的原子最外层有5个价电子,故在构成的共价键结构中,由于存在多余的价电子而产生大量自由电子,这种半导体主要靠自由电子导电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热激发形成的空穴为少数载流子。
2.P型半导体
在硅(或锗)半导体晶体中,掺入微量的三价元素,如硼(B)、铟(In)等,则构成P型半导
体。
在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素,由于这类元素的原子最外层只有3个价电子,故在构成的共价键结构中,由于缺少价电子而形成大量空穴,这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空穴运动,称为空穴半导体或P 型半导体,其中空穴为多数载流子,热激发形成的自由电子是少数载流子。
三、PN 结及其单向导电性
1.PN 结的形成
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。
载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。
在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。
多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动,如图1。
6所示。
图1。
7 PN 结的形成(1)
由于空穴和自由电子均是带电的粒子,所以扩散的结果使P 区和N 区原来的电中性被破坏,在交界面的两侧形成一个不能移动的带异性电荷的离子层,称此离子层为空间电荷区,这就是所谓的PN 结,如图1.7所示.在空间电荷区,多数载流子已经扩散到对方并复合掉了,或者说 P 型半导体
N 型半导体 + + + + + + + + + + + +
消耗尽了,因此又称空间电荷区为耗尽层。
空间电荷区出现后,因为正负电荷的作用,将产生一个从N区指向P区的内电场.内电场的方向,会对多数载流子的扩散运动起阻碍作用.同时,内电场则可推动少数载流子(P区的自由电子和N 区的空穴)越过空间电荷区,进入对方。
少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。
漂移运动和扩散运动的方向相反.无外加电场时,通过PN结的扩散电流等于漂移电流,PN结中无电流流过,PN结的宽度保持一定而处于稳定状态。
图1。
8 PN结的形成(2)
2。
PN结的单向导电性
如果在PN结两端加上不同极性的电压,PN结会呈现出不同的导电性能。
(1)PN结外加正向电压
PN结P端接高电位,N端接低电位,称PN结外加正向电压,又称PN结正向偏置,简称为正偏,。