授 课 教 案

（ 2013 - 2014 学年第 二 学期）

课程名称： 电子技术 总 学 时： 68学时 授课年级： xx级 授课专业： xxx专业 开课单位： xxx 制 定 人： xx 审 核 人： xxx 制定时间： 2014年xx月x日

教 案

授课时间 2014年 2 月 24 日 授课学时：2 学时 课型 新授课 教学内容（章节） 前言 14章 半导体的导电特性 ；PN结 ；二极管 教学目标 教学重、难点 了解电子技术的发展历史和现状，了解半导体基础知识 半导体二极管工作原理、特性曲线 教学方法及手段 以讲授为主，并加以举例；课堂适当提问和习题练习 教学准备 网络信息搜集电子技术相关的实例 前言： 可以毫不夸张的说，人们现在生活在电子世界中。电子技术无处不在：近至计算机、手机、数码相机、音乐播放器、彩电、音响等生活常用品，远至工业、航天、军事等领域都可看到电子技术的身影。电子技术是十九世纪末，二十世纪初开始发展起来的新兴技术，它在二十世纪的迅速发展大大推动了航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术以及网络技术的迅速发展，因此它成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一、半导体基础知识 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体，例如铜、铁、铝。 绝缘体：几乎不导电的物质，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料、石英。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，称为半导体，例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 半导体的导电特性： 1.当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。（热敏性、光敏性）。 2.往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变（掺杂性）。 二、本征半导体 1.本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。（用的最多的是硅和锗） 2.在本征半导体的晶体结构中，每个原子的一个价电子与另一个原子的价电子组成电子对，这对价电子是每个相邻原子所共有的，称为共价键。 3.本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流 ： (1) 自由电子作定向运动形成电子电流 (2) 价电子递补空穴形成空穴电流 (3) 载流子：自由电子和空穴 三、N型半导体和 P 型半导体 1.N型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的磷（或其它五价元素）。 2.P型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的硼（或其它三价元素）。 3.N型半导体中自由电子是多数载流子空穴为少数载流子而在P型半导体中相反。4.无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。 教学过程 教学过程 四、PN结的形成及其单向导电性 1.PN结的形成 在一块N型（P型）半导体的局部再掺入浓度较大的三价（五价）杂质，使其变为P型（N型）半导体。在P型半导体和N型半导体的交界面就形成一个特殊的薄层，称为PN结。 2.PN结的单向导电性 (1) PN结加正向电压（正向偏置），即电源正极接P区，负极接N区，P区多数载流子空穴和N区多数载流子自由电子在电场作用下通过PN结从而进入对方，形成 较大的正向电流，此时PN结呈现低电阻，处于导通状态。 (2) PN 结加反向电压（反向偏置）时，P区和N区的多数载流子受阻，难于通过PN结，但是P区的少数载流子自由电子和N区的少数载流子空穴在电场作用下却能通过PN结从而进入对方，形成反向电流，由于少数载流子数量少，所以反向电流较小，PN结呈现高电阻，处于截止状态。 五、二极管 1.基本结构 (1) PN结加上相应的电极引线和管壳就成为二极管。 (2) 按结构分，二极管分点接触型、面接触型、和平面型三类。 点接触型：PN结 面积很小，不能通过较大电流，但其高频性能好。 面接触型：PN结面积大，可以通过较大的电流，但工作频率较低，一般用于整流。 平面型二极管：可用作大功率整流管和数字电路中的开关管。 2.伏安特性 (1) 二极管加正向电压，二极管处于正向导通状态，正向电阻较小，正向电流较大。 (2) 二极管加反向电压，二极管处于反向截止状态，反向电阻较大，反向电流很小。 (3) 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 (4) 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。 3.主要参数 (1) 最大整流电流IOM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 (2) 反向工作峰值电压URWM 它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或者三分之二。 (3) 反向峰值电流IRM 它是指在二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流。它越大说明二极管的单向导电性能差，并且受温度影响大。 (4) 二极管的应用： 主要利用它的单向导电性，用于整流、检波、限幅、元件保护及数字电路中的开关元件等。 练习设计 教学反思 注：1.每2学时至少制定一个教案。2.课型包括新授课、练习课、复习课、讲评课、实验课等。3.上新课和新上课的教师要求写详案。4.要求教师每学期上交教案。

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授课时间 2014年 2 月 28日 授课学时：2 学时 课型 新授课和习题 教学内容（章节） 14.4稳压二极管 14.5 双极型晶体管14.6 光电器件 教学目标 教学重、难点 掌握稳压管特点、熟悉半导体三极管工作原理、特性曲线和主要参数。 双极型极管工作原理、特性曲线 教学方法及手段 以讲授为主，并加以举例；课堂适当提问和习题练习 教学准备 网络听课学习教学方法 一、 稳压管 1.稳压二极管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。由于它在电路中与适当数值的电阻配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压二极管。 2.稳压二极管的符号 3.稳压二极管的特性曲线与普通二极管的特性曲线类似，不同的是稳压二极管的反向特性曲线比较陡。反向击穿电压较低。工作在反向击穿区，反向击穿可逆，但如果反向电流超过允许范围，会发生热击穿而损坏。 4.稳压二极管主要参数 (1) 稳定电压UZ : 稳压二极管正常工作下管子两端的电压. (2) 电压温度系数αU:说明稳压值受温度变化影响的系数。 (3) 动态电阻rz:稳压二极管端电压变化量与相应的电流变化量的比值。 (4) 最大允许耗散功率PZM:管子不致发生热击穿的最大功率损耗PZM=UZIZM 二、双极型晶体管 1.基本结构（由两个PN结构成的） 按材料分：硅管、锗管； 按功率大小分：大、中、小功率管； 2.电流分配和放大原理（共发射极电路） (1) 发射区向基区扩散电子 (2) 电子在基区扩散和复合 (3) 集电区收集从发射区扩散过来的电子 3.特性曲线 (1) 输入特性曲线：当集-射极电压UCE为常数时，输入电路中基极电流IB与基-射极电压之间UBE之间的关系曲线IB=f(UBE)。 (2) 输出特性曲线：当基极电流为常数时，输出电路中集电极电流IC与集-射极电压 UCE之间的关系曲线IC=f(UCE)。 4.晶体管的三个工作区特点(图三)： 放大区：发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置。即 IC=βIB, 且? IC=β?IB 饱和区：发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。 IC<βIB,，IC≈UCC/RC,, UCE≈0 截止区：发射结处于反向偏置，集电结也处于反向偏置。 IC=ICEO≈0, UCE≈UCC 教学过程