第一篇:半导体二极管的单向导电性教学设计
教
学
设
计
科目:电子技术基础题目:半导体二极管的单向导电性姓名:刘守龙单位:乾县职业教育中心电话:邮编:
*** 713300
半导体二极管的单向导电性教学设计
【教材依据】本节内容是张龙兴主编,高等教育出版社《电子技术基础》第一章第一节半导体二极管的内容,是认识半导体器件,学好模电技术的起点,对激发学生学习兴趣,热爱上这门课以及了解电子技术在生产生活中的作用有举足轻重的作用。
一、设计思路 1.指导思想
中职学生基础知识差,单一理论学习兴趣低,注意力集中时间短,善于感性认识,通过联系现实生活,直观、生动、形象激发学生兴趣。教材内容知识体系虽然完善缜密,但理论教学内容多,中职学生难以学懂和理解,学习兴趣就不高。半导体二极管的单向导电性是二极管的主要特性,掌握其主要特性便可理解其主要应用,所以将半导体二极管的单向导电性作为一节内容讲解很有必要。2.教学目标
知识目标:熟悉二极管的外形和封装形式;掌握二极管的图形符号和极性判断;掌握二极管的单向导电性。
能力目标:培养学生观察电子元件、简单电路的能力;培养学生搭建简单电路的能力。
情感目标:激发学生学习兴趣,培养团队合作能力。3.教学重点与难点
重点:二极管的单向导电性。难点:对二极管单向导电性的理解。通过二极管具有单向 导电性的实验和微课视频加强重点,通过类比实验突破对二极管单向导电性难点的理解。
二、教学准备
通过展示手机充电器,提出问题:为什么手机充电器插到交流电插座上能给手机充电,充电宝直接可给手机充电,引起学生好奇和思考,然后展示二极管的一些图片和封装形式,在课堂上可展示一些二极管实物,增强学生感性认识,对学生分组,2-3人为一实验小组,并任命一名小组长。老师先演示实验,然后学生分组实验、讨论、探究,教师分析总结,用微课视频形式进行课堂小结。课堂的准备内容有:提前制作微课(5分钟),准备手机充电器、充电宝、各种形式二极管实物、学生分组实验器材,考虑教学的过程。
三、教学过程
〔导 入〕(5分钟)
同学们请看一组手机充电器和充电宝的图片,充电宝可随时随地直接给我们 手机充电,买手机配的充电器要插到220V交流电源上便可给我们的手机充电 为什么呢?(提出问题)
充电宝输出的是直流电,我们的手机电池也是直流电,所以充电宝可以直接给手机充电。手机充电器要把交流电变换成直流电才能给我们的手机充电。那么手机充电器里有种核心的元件就能实现这种变换,这种核心的元件就是半导体二极管。今天我们就来研究它。请看二极管的几组图片: 〔新课开始〕:
任务一 认识晶体二极管(7分钟)
1、晶体二极管的符号
图形符号
图中“+”表示正极(阳极),“-”表示负极(阴极),文字符号 VD或V
2、二极管的识别(实物展示,学生拿到手上观察增强感性认识)那么半导体二极管又为什么能实现将交流电变换成直流电呢?(提出问题)因为它有单向导电性,下面我们就研究它的单向导电性。
任务二 晶体二极管的单向导电性探究(14分钟)
[电 路 图] PPT展示实验电路图
介绍实验电路所需器材和元器件:直流稳压电源电压调至6伏,二极管1N4004一只,电阻10欧左右两只(一只类比实验用),指示灯6伏,导电网孔板一块,导线若干。教师演示演示图(a)、(b)。学生分组实验
[实验现象] 图(a)中当开关S合上后,灯H发光;
图(b)中当开关S合上后,灯H不发光。
用10—20Ω电阻替换图(a),图(b)进行实验,结果图(a)、图(b)灯H均发光。
学生分组讨论:类比说明二极管具有单向导电性,而电阻没有单向导电性。[实验探究] 图(a)中当S合上后,V的正极接电源的正极,负极接电源的负极 二极管加的正向电压,灯H发光,说明电路中有电流,相当于通路,二极管导通; 图(b)中当S合上后,V的正极接电源的负极,负极接电源的正极,二极管加的反向电压,灯H不发光,说明电路中无电流,相当于断路,二极管截止。
对于电阻替换二极管的电路,(a)图和(b)图电路中都有电路,都是通路,灯H发光。
归纳知识点:晶体二极管的正极接直流电源的正极,晶体二极管的负极接直流电源的负极,称为接正向电压,简称正偏,这时晶体二极管的内部电阻很小,晶体二极管的状态称为导通状态。
晶体二极管的正极接直流电源的负极,晶体二极管的负极接直流电源的正极,称为接反向电压,简称反偏,这时晶体二极管的内部电阻很大,晶体二极管的状态称为截止状态。
晶体二极管加一定的正向电压时导通,加反向电压时截止,这一导电特性称为晶体二极管的单向导电性。
任务三 二极管电路的分析(6分钟)[电 路1] 分析图中V1和V2各处于何种状态?指示灯可能发光吗?
分组讨论回答问题,学生实验验证。分组讨论回答问题,学生实验验证。[最后小结](6分钟)
1、二极管的符号;
2、二极管的单向导电性
a、加一定的正向电压(正偏)时导通; b、加反向电压(反偏)时截止。
用微课视频再重复总结一下教学过程。[项目拓展](作业)(2分钟)
如果二极管所加正向电压小于某个数值时,灯H能否亮?二极管处于何种状态?为什么?
〔教学反思〕
1.结合日常生活实例创设情境,提出问题,激发兴趣 2.引导观察,认识新知
3.实验探究,掌握新知,加强重点;类比实验、结合微课视频帮助理解,突破难点。
4.四个学生实验小组水平不均衡,以后进行强弱搭配调整,调动全体学生积极性。
第二篇:二极管的单向导电性教学设计
二极管的单向导电性教学设计
一. 课题导入
复习:
1.二极管的图形符号
2.二极管的正负极识别
+-
3.展示发光二极管讲解发光二极管正负极识别方法 长正短负
二. 新课展开:
1.学生根据上面仿真电路用面包板进行电路插接同时填写实验报告
(注:多媒体展示一下插接电路和插接过程中可能出现的问题)2.总结实验当中出现的问题和解决方法主要针对没有点亮二极管的原因
3.通过多媒体和电脑仿真软件仿真电路
(1)同课本实验相同的仿真电路
J115V16 V Key = A R1X124V_0.5W10ΩGNDGND(2)改进的插接仿真电路
LED123J1Key = A V13 V GNDGND1R11kΩ
正向导通电路
J11LED12Key = A V13 V GNDGND3R11kΩ
反向截止电路
4.通过实验现象分析得出二极管的特性
1)加正向电压二极管导通
将二极管的正极接电路中的高电位,负极接低电位,称为正向偏置(正偏)。此时二极管内部呈现较小的电阻,有较大的电流通过,二极管的这种状态称为正向导通状态。
(2)加反向电压二极管截止
将二极管的正极接电路中的低电位,负极接高电位,称为反向偏置(反偏)。此时二极管内部呈现很大的电阻,几乎没有电流通过,二极管的这种状态称为反向截止状态。
三. 课堂总结:
本节科的课堂收获:1.学会正确使用面包板插接电路
2.通过实验得到二极管的单向导电性
第三篇:半导体二极管说课稿
《半导体二极管》说课稿
宁远县职业中专学校 何绍斌
一、教材分析
本节教材选自高等教育出版社《电子技术基础》中第一章第一节 “半导体二极管”。本节内容是介绍和验证二极管的单向导电特性及伏安特性。这些知识不仅是进一步学习电子技术的基础,而且在生产和生活中也起着举足轻重的作用。
二、学情分析
本课程面向的是刚进入职业中专的初中毕业生,基础知识比较薄弱,理论学习兴趣不高,不过,学生的动手能力比较强,喜欢实际操作。在学习本课之前学生已经掌握了“半导体”的一些基本知识如:载流子、PN结及PN结的单向导电特性等。
三、教学目标
针对学生的心理特点和认知水平,结合教材,本着面向全体、使学生全面主动发展的原则,确定本节课的教学目标如下:
知识目标:1.了解二极管的结构、符号、主要参数 2.掌握二极管的单向导电特性及伏安特性 能力目标:1.培养学生动手实验的能力
2.培养学生的分析能力、归纳总结能力
情感目标:1.培养学生的协作意识和创新意识 2.增强学生学习专业知识的信心
四、重点与难点
通过对教材分析和实际应用,确定教学重点为“二极管单向导电性”;难点为“二极管的伏安特性”。
五、教法、学法分析
在本节课中,我努力做到教法与学法的辩证统一,既重视教法的使用,也加强学法的指导。
教法:依据本节教材的内容,结合学生的特点,考虑到技校学生已经具有一定的思维能力,主要突出能力目标的实现。采取情境教学、实验教学、探究教学、多媒体演示等教学方法,把主动权交给学生,使学生主动参与到课堂中来。
学法:引导学生采用自主学习法、动手实验、分析讨论、归纳总结等学习方法,培养学生的动口、动手、动脑和团结协作的能力,发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。
六、教学过程
我把这节课分为四个阶段:引入新知、探究新知、总结新知、拓展新知。
(一)引入新知
在本节课中,我利用电子元件在日常生活中的应用(电器指示灯、红绿灯、玩具彩灯等)引出本课的内容——半导体二极管。这样会让学生感觉到二极管在生活中的重要性,激发学生探究新知的欲望。
(二)探究新知
1.激发兴趣,自主学习
展示玩具、二极管的实物图,介绍二极管结构、符号。让学生自己预习,回答以下问题:
半导体二极管有哪些性质?
这个过程是学生自主学习的过程,让学生初步体验到成功的乐趣,既增强了自信又延续了学习兴趣,使学生逐渐养成自主学习的好习惯。
2.提出问题,设计实验
通过预习学生已经知道二极管具有单向导电特性。但如何验证,成为问题的关键。由教师给出实验器材,指导学生设计“验证二极管单向导电特性”的电路图,学生会很快的设计出来。
这个过程注重学生的主动参与、教师的积极引导,分层次、分阶段逐步培养学生分析问题、设计实验的能力。
3.动手实验,分析总结
1)根据电路图连接实物图。
2)实验验证:正向导通,反向截止(同时用多媒体演示实验现象)。
这个过程学生不是被动的接受,而是通过自己动手主动去验证去学习新知,体验深刻,激发兴趣,突出本节重点。
4.师生合作,深入探究 此时有的学生会问:“为什么二极管具有单向导电特性”?在肯定学生的基础上解答:“由二极管内部结构决定的;虽然看不见二极管内部结构,但我们可以对反应二极管单向导电特性的物理量进行定量研究。”即本节核心问题:“二极管的伏安特性?”,也是本节课的难点。
教师引导学生在原有实验基础上设计新电路,一起研究二极管电压和电流的关系。教师和学生一起动手做“研究二极管电压电流关系”的演示实验,边做边指导学生读数并让学生记录实验数据;根据数据一起做练习:绘制出“二极管伏安特性曲线”;利用多媒体课件具体分析“二极管伏安特性曲线”的特点,并介绍二极管的主要参数。
这个过程重在强化“实验―记录数据―分析数据―总结规律”的研究方法,并改变以往演示实验的做法,充分发挥学生的主体地位。教师引导学生动脑设计、亲自操作、相互交流、归纳总结,使学生既学习知识又锻炼能力,爱学更会学。5.突破难点,得出结论
用多媒体动画再次深化本节核心问题。综上所述:二极管的伏安特性即电压和电流的关系。
归纳总结得出的结论,用多媒体形象、直观的进行深化,符合思维的连贯和学生认识规律,使学生对知识的印象更加深刻。达到突破本节难点的目的。
(三)总结新知
1.半导体二极管的概念、符号。2.半导体二极管的单向导电性。3.半导体二极管的伏安特性。
使同学们巩固本节课所学新知。布置本节作业,保证下节课教学内容的顺利进行。
(四)拓展新知
至此,教学内容已讲授完毕,根据学生的情况,继续引导同学们思考:什么是LED”,让学生课下利用网络查找。
一方面为下一节课学习作好铺垫,一方面也有利于学生形成完整的知识结构。
七、板书设计
半导体二极管 一、二极管的基本知识: 1.二极管的概念
2.二极管的结构、符号 二、二极管的伏安特性曲线: 1.经过原点 2.正向特性
3.反向特性
第四篇:晶体二极管的单向导电性教案
课题:晶体二极管的单向导电性 主讲人:马会丽 教学目标:
1、知识目标:理解二极管的单向导电性,并能运用这一特性来分析电路
2、技能目标:能根据电路图连接简单的电路,并能根据实验现象分析总结出结论。教学重点:
1、理解二极管的单向导电性,并能运用这一特性来分析电路
2、根据电路图连接简单的电路,并能根据实验现象分析总结出结论
教学难点:分析实验现象、分析电路 教学方法:实验+分组讨论+讲解+练习学生学习方法:以实验为主,练习为辅
器材:面包板1个、干电池2节、电池盒1个、1N4148二极管、个、100Ω电阻1个、发光二极管1个、蜂鸣器1个、面包板专用导线若干(每人一套)教材分析:这是电子线路这门课程的第一节,是整本书的基础。
学情分析:职业高中的学生,学习的热情不够高,尤其是学习理论知识的兴趣不浓,他们只学了初中物理,电子线路的理论知识对于他们来说很难,很多内容,即使学生背下来了,他们也还是不理解。用实验来探索物理规律,能提高学生的学习兴趣,对比实验现象得出结论,能让学生更好地理解电子线路理论知识。而且电子线路这门课程有一个重要的任务:分析电路。学生不动手做电路、深入理解理论知识是无法学会分析电路的。课时:90分钟 教学过程:
一、引入(5分钟)
1、认识几种元件的电路图符号:学生看实验报告上的下面的电路图,其中以下三个元件:
二极管
2、认识
2、学生动老师指导)
学生在面包板上搭接以下两个电路,观察现象,并讨论总结出结论:二极管具有什么特性。
注意:电路连接好后,接通电源之前一定要先用万用表测试接电源的两点之间是否短接,不短接才能接电源,否则会烧坏电源。
发光二极管 蜂鸣器
实物:学生在套件中找到以下三个
发光二极管 普通二极管 蜂鸣器
二、实验:(45分钟)
1、引导学生认识电路,讲解如何搭接电路(学生第一次做电路,所以讲解时需要一个元件一个元件地教学生连接)手实验:(学生独立完成实验,然后两人一组分组讨论总结,1
现象:。现象:。结论:。分析:。
学生第一次做电路,可能会遇到的问题:①对面包板认识不够,导致该连接的脚没连上;②面包板的孔很小,学生可能会看错而把管脚插错列;③如果电路不能一次成功,学生不知道怎么检查故障;④接好电路后忘记测接电源的两点是否短接;⑤发光二极管和蜂鸣器的正负极可能会接反。针对以上问题的对策:①提醒学生细心;②不成功的电路教师给他们检查时教他们如何根据电路图检查故障,这是一大难点。
3、学生展示
请一个同学说说他的实验现象和讨论的结论及分析过程,然后可以请其他人补充,最后教师总结
三、分析与结论:(用PPT展示)(10分钟)分析:
1、左图接通电源时发光二极管亮、蜂鸣器响,说明此时二极管的电阻很小,导电性能良好,称为“导能”状态;此时二极管正极电信高于负极电位,此时的外加电压称为正向电压,二极管处于正向偏置,简称“正偏”。
2、右图接通电源时发光二极管不亮、蜂鸣器不响,说明此时二极管的电阻很大,导电性能不好,称为“截止”状态;此时二极管正极电位低于负极电位,此时的外加电压称为反向电压,二极管处于反向偏置,简称“反偏”。
结论:
1、晶体二极管加一定的正向电压时导通,加反向电压时截止,这一导电特性称为晶体二极管的单向导电性。
2、晶体二极管的符号:文字符号用VD表示。电路图符号为
四、应用(用PPT展示)(8分钟)
例 :如下图 所示电路中,当开关 S 闭合后,个指示灯,哪一个可能发光?
解:由电路图可知,开关 S 闭合后,只有二极管电位高于负极电位,即处于正向导通状态,所以
五、练习:(用PPT展示)(15分钟)、两
正极
指示灯发光。判断下列电路中二极管导通还是截止,指示灯亮还是不亮
分析电路是电子线路这门课程的一个重要任务,涉及到二极管的电路分析的依据就是二极管的单向导电性。例题和练习不是为了巩固理论知识,而是把理论知识运用到实际电路中的训练。
六、评价:学生对自己这节课的表现及收获做总结(2分钟)
七、作业(5分钟)
1、下面左图所示的电路中哪些指示灯会发光吗?
2、下面右图所示的电路中指示灯能发光吗?
教学后记:电子线路是一门以实验为基础的学科,实验非常重要。本节课是电子线路的第一课,学生第一次根据电路图连接电路,可能会出现各种故障,教会学生排除故障非常重要,会排除故障才是学生能做对电路的保障,当然这一技能不可能一节课学会,后面的教学中这一直都是一个重点,也是难点。很多学生做实验可能只是看个热闹,引导学生记录好实验现象,根据现象分析电路,才是学生提高技能掌握知识的关键,这也是本节的一个重点和难点。以上这两点将是整个电子线路这一门课程的重点和难点。
第五篇:半导体二极管 电子教案
第一章 半导体二极管
内容简介
本章首先介绍半导体的导电性能和特点,进而从原子结构给与解释。先讨论PN结的形成和PN结的特性,然后介绍半导体二极管特性曲线和主要参数。分析这些管子组成的几种简单的应用电路,最后列出常用二极管参数及技能训练项目。知识教学目标
1.了解半导体基础知识,掌握PN结的单向导电特性; 2.熟悉二极管的基本结构、伏安特性和主要参数; 3.掌握二极管电路的分析方法; 4.了解特殊二极管及其应用。技能教学目标
能够识别和检测二极管,会测定二极管简单应用电路参数。本章重点
1.要求掌握器件外特性,以便能正确使用和合理选择这些器件。如:半导体二极管:伏安特性,主要参数,单向导电性。
2.二极管电路的分析与应用。本章难点
1.半导体二极管的伏安特性,主要参数,单向导电性。
2.二极管电路分析方法。课时 4课时
题目:半导体、PN结
教学目标:了解本征半导体,杂质半导体的区别,从而得出半导体特性。记住半导体PN结的特性。教学重点:
1、半导体特性;
2、半导体PN结的特性;
教学难点:
1、半导体单向导电性。
2、半导体PN结分别加正反向电压导通与截止的特性。教学方法:讲授 教具:色粉笔
新课导入:电子技术基础是我们这学期新开的一门专业课,它包含各个基本小型电路的介绍及使用分析,这次课我们来学习一种材质:半导体。为以后的电路分析打下基础。
新授:
从导电性能上看,通常可将物质为三大类:导体: 电阻率,缘体:电阻率,半导体:电阻率ρ介于前两者之间。目前制造半导体器件材料用得最多的有:
单一元素的半导体——硅(Si)和锗(Ge);化合物半导体 —— 砷化镓(GaAs)。
图1.1.1 半导体示例
1.1.1 本征半导体
了解:
纯净的半导体称为本征半导体。用于制造半导体器件的纯硅和锗都是四价元素,其最外层原子轨道上有四个电子(称为价电子)。在单晶结构中,由于原子排列的有序性,价电子为相邻的原子所共有,形成图1.1.2所示的共价健结构,图中+4代表四价元素原子核和内层电子所具有的净电荷。共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电。在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流;同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。
因此,半导体中有自由电子和空穴两种载流参与导电,分别形成电子电流和空穴电流,这一点与金属导体的导电机理不同。
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。
一、N型半导体
若在四价的硅或锗的晶体中掺入少量的五价元素(如磷、锑、砷等),则晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,磷原子的最外层有五个价电子,其中四个与相邻的半导体原 子形成共价键,必定多出一个电 子,这个电子几乎不受束缚,很容易被激发而成为自由电子,这样,在该半导体中就存在大量的自由电子载流子,空穴是少数载流子,这种半导体就是N型半导体
图1.1.3 N型半导体结构
二、P型半导体
若在四价的硅或锗的晶体中少量的三价元素,如硼,晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,硼原子的最外层有三个价电子,与相邻的半导体原子形成共价键时,产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补,使得硼原子成为不能移动的带负电的离子,因而在该半导体中就存在大量的空穴载流子,当然,其中还有少数由于本征激发而产生的自由电子,如图1.1.4所示。
需要指出的是,无论是N型还是P型半导体,都是呈电中性的。
*综上所述,半导体特性:
*
1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2、在一定温度下,本征半导体因本征激发而产生自由 电子和空穴对,故其有一定的导电能力。*
3、本征半导体的导电能力主要由温度决定;杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决定。
4、P型半导体中空穴是多子,自由电子是少子。N型半导体中自由电子是多子,空穴是少子。*
5、半导体的导电能力与温度、光强、杂质浓度和材料性质有关。
1.1.3 PN结
一、PN 结的形成
在同一片半导体基片上,分别制造P 型半导体和N 型半导体,经过载流子的扩散,在它们的交界面处就形成了PN 结。PN结是多数载流子的扩散运动和少数载流子的漂移运动相较量,最终达到动态平衡的必然结果,相当于两个区之间没有电荷运动,空间电荷区的厚度固定不变。
二、PN结的单向导电性
1、PN结的偏置
PN结加上正向电压(正向偏置)的意思都是:P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压(反向偏置)的意思都是: P区加负、N区加正电压。
2、PN结正偏
如上图1.1.6所示,当PN结正偏时,外加电源形成的电场加强了载流子的扩散运动,削弱了内电场,耗尽层变薄,因而多子的扩散运动形成了较大的扩散电流。用流程图表述如下:PN结正偏外电场削弱内电场
耗尽层变薄 扩散运动漂移运动多子扩散运动形成正向电流。
3、PN结的反偏
在PN结加反向偏置时,如图1.1.7所示,外加电源形成的外电场加强了内电场,多子的扩散运动受到阻碍,耗尽层变厚;少子的漂移运动加强,形成较小的漂移电流。其过程表述如下: PN结反偏 外电场加强内电场 耗尽层变厚扩散运动漂移运动 少子漂移运动形成反向电流。
综上所述:
1)PN结加正向电压时,具有较大的正向扩散电流,呈现低电阻,PN结导通;
2)PN结加反向电压时,具有很小的反向漂移电流,呈现高电阻,PN结截止。
课后总结:这次课我们认识了半导体材料。对于半导体的特性,PN结的特性进行对比记忆,由大家课下熟悉完成记忆。作业:练习册1.1 板书设计:
一、半导体
1、本征半导体
2、杂质半导体:
二、PN结题目:1.2 二极管的特性及主要参数
教学目标:了解二极管的特性,分析使用二极管时的主要参数-伏安特性。教学重点:二极管结构分析,伏安特性的分析; 教学难点:
1、伏安特性分析。
2、几个参数的记忆及区分。教学方法:讲授 教具:色粉笔
新课导入:上次课我们认识了半导体器件中常用的器件“二极管”,在使用过程中不仅要了解它的参数也是不行的,这次我们继续学习它的特性及参数要求。
新授:
1.2.1 半导体二极管的结构和符号
形成PN结的P型半导体和N型半导体上,分别引出两根金属引线,并用管壳封装,就制成二极管。其中从P区引出的线为正极,从N区引出的线为负极。二极管的结构外形及在电路中的文字符号如图1.2.1所示。在图1.2.1(b)所示电路符号中,箭头指向为正向导通电流方向,二极管常见的封装形式如图1.2.2所示。
1.2.2 二极管的伏—安特性
半导体二极管的核心是PN结,它的特性就是PN结的单向导电特性。常利用伏一安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。所谓伏安特性,是指二极管两端电压和流过二极管电流的关系,可用电路图来测量。若以电压为横坐标,电流为纵坐标,用作图法把电压、电流的对应值用平滑曲线连接起来,就构 成二极管的伏—安特性曲线,如图1.2.3所示(图中虚线为锗管的伏—安特性,实线为硅管的伏—安特性),下面以二极管的伏—安特性曲线加以说明。
一、正向特性
当二极管两端加正向电压时,就产生正向电流,正向电压较小时,正向电流极小(几乎为零),这一部分称为死区,相应的A(A′)点的电压命名为死区电压。
二极管正向导通时,要特别注意它的正向电流不能超过最大值,否则将烧坏PN结。
二、反向特性
当二极管两端加上反向电压时,在开始很大范围内,二极管相当于非常大的电阻,反向电流很小,且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流,如图1.2.3中0C(或O′C′)段所示。
三、反向击穿特性
二极管反向电压加到定数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。此时的电压称为反向击穿电压用表示,如图1.2.3中CD(或C′D′)段所示。
四、死区电压:锗——0.2V 硅——0.5V
五、导通电压降:锗——0.3V 硅——0.7V 1.2.3 半导体二极管的主要参数和分类
基本参数:
1.最大整流电流 最大整流电流是指二极管长期工作时,允许通过的最大平均电流使用正向平均电流能超过此值,否则二极管会击穿。
2.最大反向工作电压
最大反向工作电压是指二极管正常工作时,所承受的最高反向电压(峰值)。通常手册上给出的最大反向工作电压是击穿电压的一半左右。
3.二极管的直流电阻
二极管的直流电阻指加在二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流的比值。二极管的正向电阻较小,约为几欧到几千欧;反向电阻很大,一般可达零点几兆欧以上。
4.最高工作频率
最高工作频率是指二极管正常工作时上、下限频率,它的大小与PN结的结电容有超过此值,二极管单向导电特性变差。
课后总结:
这次课的重点:
1、二极管结构及其单向导电性
2、死区电压:锗——0.2V 硅——0.5V
3、导通电压降:锗——0.3V 硅——0.7V
4、二极管反向电压加到定数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿
作业:练习册1.2填空1-5题
板书设计:
一、半导体二极管的结构和符号 二、二极管的伏—安特性
三、半导体二极管的主要参数和分类 题目:1.4特殊二极管、二极管的检测及应用
教学目标:
1、稳压二极管、发光二级管及光电二极管的特点
2、学习二极管极性检测
3、学习二极管好坏的检测 教学重点:
1、学习二极管极性检测
2、学习二极管好坏的检测 教学难点:
1、二极管的检测
2、二极管的应用 教学方法:讲授 教具:色粉笔
新课导入:二极管大家已经知道是什么电子器件,那么如果拿来一个二极管,如何知道它的正负极?二极管的好坏该怎样检测?这一系列使用前应该做的准备都是必须有的,现在我们就来学习他的检测方法!
新授:
1.4.1 稳压二极管
稳压电路利用稳压二极管在反向击穿特性来实现稳压。下面简要介绍稳压二极管基本知识。
一、稳压二极管的工作特性
稳压二极管简称稳压管,它的伏一安特性曲线和在电路中的符号如图1.4.1所示。稳压管和普通二极管正向特性相同,不同的是反向击穿电压较低,且击穿特性陡峭,这说明反向电流在较大范围内变化时,击穿电压基本不变,稳压管正是利用反向击穿特性来实现稳压的,此时击穿电压称为稳定工作电压,用 UZ表示。
二、稳压管的主要参数 1.稳定电压UZ
稳定电压UZ 即反向击穿电压。由于击穿电压与制造工艺、环境温度和工作电流有关,手册中只能给出某一型号的稳压范围。2.稳定电流IZ
稳定电流IZ 是指稳压管工作至稳定状态时流过的电流。当稳压管稳定电流小于最小稳定电流 时,没有稳定作用;大于最大稳定电流 时,管子因过流而损坏。稳压管由于受热而击穿。
1.4.2 发光二极管与光电二极管
一、发光二极管
发光二极管是一种把电能变成光能的器件,由磷化镓、砷化镓等半导体材料制成,电路符号见图1.4.3,当给发光二极管加上偏压,有一定的电流流过时二极管就会发光,这是由于PN结的电子和空穴直接复合放出能量的结果。
① 颜色:发光二极管的种类按发光的颜色可分为:红色、蓝色、黄色、绿色和无色 ② 正负极:管脚引线较长者为正极,较短者为负极。③ 不同颜色发光二级管工作电压:
发光二极管工作时导通电压比普通二极管大,其工作电压随材料不同而不同,一般为1.7v~2.4v。
普通绿、红、黄二极管工作电压约为2v,白色发光二极管电压通常高于2.4v; 蓝色发光二极管工作电压一般高于3.3v。
发光二极管的工作电流一般为2mA~25mA。发光二极管广泛应用于各种电子仪器仪表、计算机、电视机的电源指示和信号指示,还可以做成七段译码显示器等。
二、光电二极管
光电二极管又叫光敏二极管,外形如图1.4.5。光电二极管也是由一个PN 结构成,但是它的PN面积较大,通过管壳上的一个玻璃来接收入射光。它是利用PN在施加反向电压时,在光线照射下反向电阻由大变小来工作的,其工作电路如1.4.4。光电二极管可用于光测量、光电控制等方面,如遥控接收器、光纤通讯、激光头中都用到光电二极管。
1.5 二极管的检测与应用
1、二极管的识别
二极管正负极、规格、功能和制造材料一般可以通过管壳上的标志和查阅手册(本章内容后附有实用资料)来判断,如IN4001通过壳上的标志可判断正负极,查阅手册可知它是整流管,参数是1A/50V;2CW15查阅手册可知它是N型硅材料稳压管。如果管壳上无符号或标志不清,就需要用万用表来检测。
2、二极管的检测
二极管的检测主要是判断其正负极和质量好坏。
基本方法:
(1)选档位
将万用表量程调至 R×100Ω 或 R×1KΩ档(一般不用 R×1Ω档,因其电流较大,而 R×10K档电压过高管子易击穿)(2)测电阻
将两表笔分别接触二极管两个电极,测得一个电阻值,交换一次电极再测一次,从而得到两个电阻值。
正向电阻<5KΩ 反向电阻>500KΩ,如图1.5.1所示。(3)问题分析
性能好的二极管,一般反向电阻比正向电阻大几百倍。① ② ③ ④ 如两次测得的正、反向电阻很小或等于零,则说明管子内部已击穿或短路; 如果正、反向电阻均很大或接近无穷大,说明管子内部已开路; 如果电阻值相差不大,说明管子性能变差; 在上述三种情况的二极管均不能使用。
作业:练习册1.2填空1-5题 课后总结:
这次课的重点:
1、各种特别二极管的特点简介
2、二极管的极性及性能好坏的检测
板书设计:
1、各种特别二极管的特点简介
2、二极管的极性及性能好坏的检测