第1章半导体二极管及其应用
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1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识(1)导电能力对温度的反应非常灵敏。
(2)导电能力受光照非常敏感。
(3)在纯净的半导体中掺入微量的杂质(指其他元素),它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体,常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子,自由电子和空穴,如果从本征半导体引出两个电极并接上电源,此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动,形成电子电流,带正电的空穴将向电源负极作定向运动,形成空穴电流,而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素,如磷(或者砷、锑等),如图所示。
这种半导体导电主要靠电子,所以称为电子型半导体,简称N型半导本。
在N型半导体中,自由电子是多数载流子,而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中,掺入少量的3价元素硼(铟、钾等),如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴,因此称为空穴型半导体,有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
结论:N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的,尽管杂质含量很微,但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的,尽管数量很少,但对温度非常敏感,对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论:在无外电场或其它因素激发时,PN结处于平衡状态,没有电流通过,空间电荷区是恒定的。
另外,在这个区域内,多子已扩散到对方并复合掉了,好像耗尽了一样,因此,空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性(1)正向特性当PN结外加正向电压(简称正偏),电源正极接P,负极接N,PN结处于导通状态,导电时电阻很小。
(2)反向特性当外加反向电压(简称反偏),电源正极接N,负极接P,PN结处于截止状态结论:PN结正偏时电路中有较大电流流过,呈现低电阻,PN结导通;PN结反偏时电路中电流很小,呈现高电阻,PN结截止,可见PN结具有单向导电性。
《电子线路》教案第一章半导体器件一、教学内容本节课的教学内容来自《电子线路》教材的第一章半导体器件。
本章主要介绍了二极管、三极管、晶闸管等半导体器件的基本原理、结构、特性和应用。
具体内容包括:1. 二极管的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
2. 三极管的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
3. 晶闸管的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
二、教学目标1. 学生能够理解半导体器件的基本原理和结构,掌握其伏安特性和参数。
2. 学生能够分析半导体器件在不同电路中的应用,并能够设计简单的电路。
3. 学生能够通过实践操作,掌握半导体器件的检测方法和技巧。
三、教学难点与重点重点:二极管、三极管、晶闸管的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
难点:半导体器件的检测方法和技巧。
四、教具与学具准备教具:电脑、投影仪、黑板、粉笔、半导体器件实验板、万用表。
学具:教材、笔记纸、笔。
五、教学过程1. 引入:通过展示实际应用中的半导体器件,引起学生对半导体器件的兴趣。
2. 讲解:讲解二极管、三极管、晶闸管的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
3. 演示:利用实验板进行半导体器件的检测,展示检测方法和技巧。
4. 练习:学生分组进行实践操作,巩固所学知识。
六、板书设计半导体器件二极管基本原理结构伏安特性参数应用三极管基本原理结构伏安特性参数应用晶闸管基本原理结构伏安特性参数应用七、作业设计1. 请简述二极管、三极管、晶闸管的基本原理。
答案:2. 请画出二极管、三极管、晶闸管的伏安特性曲线。
答案:电路图答案:八、课后反思及拓展延伸本节课通过讲解和实践,使学生掌握了半导体器件的基本原理、结构、伏安特性、参数及应用。
但在教学过程中,发现部分学生对半导体器件的检测方法和技巧掌握不够扎实,需要在今后的教学中加强练习。
拓展延伸:邀请企业工程师进行讲座,介绍半导体器件在实际工程中的应用,增强学生的实践能力。
重点和难点解析一、教学内容本节课的教学内容来自《电子线路》教材的第一章半导体器件。