《电子技术基础》教学案.docx

教案2(X)9-2010学年第一学期学院、系室课程名称专业、年级、班级主讲教师机电教研室电子技术根基。9级机电一体化李春菊中国矿'业大学银川学院课程表课程名称色电子技术根基专业年级09级机电一体化学时授课时间及地点1一2节34节5-6节78节9IO节星期二A6-5O9星期三A6-5O9星期四星期五星期六A6-513电子技术根基教案编号:O1.课时安排；2学时I教学IH1.理论课（3实验课口习题课实践课其它匚题目（教学章J节或主题）:第一章半导体器件根基第一节半导体的根本知识教学目的鬟求（分胴记、领会、掌握三个层次）,识记本征浓度n“旗主浓度Nd,受主浓度Na，N型与P型半导体的示期:图:领会半导体的导电特性共价键,本征激发,电子毂流于和空穴段流子.搀杂N型半导体与P型半导体，多子与少子.教学（能力I技能厂目标：识记、领会半导体的概念、导电特性、呼电机理等根本知识。教学重点、难点：半导体的导电机理教学方式、手段、媒介，教学方式、手段：讲授媒介：教材,多媒体,黑板教学内容及实施过程（注明；*Hi点#观点疑戊）：一、导入新课大家之前可能已经学习了有关电的一些课程，从今天开场，我们就要开场学习一门专业技术根课程了,也就是咱们手里家的这本电子技术根基机本深是学习后续课程的报基：服务时象是电专业，也是咱们机电一体化专业必须要学的一门课程，同时是咱们自学考试相对较难的一门课程：咱们这门课程内容丰富，技术更新快，严密联系实际，应用非常广泛，所以希里大写能泌R机本门课程，总之，本课程是电专业一切电类后续课程的根域，学时不多，内容不少，不能轻视.否则,而以后的学习将会造成很大影响。二、明确本次授课的目的与要求本节课是学习半导体器件的根明，内容比照筒单易懂，但涉及到半导体的一些概念、特性等，希里大家能绯识记、领会.学完本节,布里大家能够识记本征浓度n“6爸主浓度Nd,受主浓度Na：领会半导体的导电特性,共价裸，本征激发，电子教流子和空穴段液子，掺杂，N型半导体与P型半导体，多子与少子.三、济解本次授课的具体内容第0章结论Oi电子技术电子技术根施，它包括两同部的内容，即模拟电子技术和数字电子技术咱们教材的第一章到第五章是模拟电子技术，第六章到第九章是数字电子技术，说到电子技术,有必要提一下.电子技术包括信息电子技术和电力电子技术,而信息电子技术又包括模拟电子技术和数字电子技术，也就是咱In本书所讲内容：电力电子技术主要讲解电力变换的知识，这一局部内容将在e模拟数字及电力电子技术？这门课中学习。依Q电子技术I模拟电子技术业子技术J1.个数字电子技术电力电子技术：电力蛾0.2模拟电子技术现在先来介绍一下模拟电子技术根基（简称模电）的知识.模拟电子技术，主要分为两大环节，第一大环节是电子元器件，这是构成电子电路的根堪，在电子元器件中，我们要学习二极管、三极管、柒成电路等不同类型的器件,学习完这些元器件以后,就要学习电子电路了，电子电路是由二极管、三极管、案成电路等元器件构成的电路，电子电路要讨论两方面的内容,首先要学会分析电子电路,看电路能实现什么功能，其次要学习电子电路的应用，主要有以下一些典型电路：放大电路（例麦克风），振荡电路，沈波电路，检压电路等*二极管电子元器N三极管集成电路.放大电路：例如麦克风模拟电子技术振荡电路：正弦波振甥也路，正弦波信号发4霜即为正弦波振荡电跖广播、电视中用高频1.波作为载波，把要传送的信号发送出去：在各冲电子仪希*正弦波被广泛用作信号源、测试源.电子电路及应用泄波电路：格干扰逑掉只让有用信号通过.例如电话.它是将声音信号转换成电信号，通过他传到交换机再传给对方，人的声音信号一般集中300-3400Hz.在此范闱内的信号足右用佶号.可以过去：在此之外的信号都是干扰信号，应该成除，不让通过.性压电路：数字电子技术模电学习完以后要接者学习数字电路的内容，咱们主要学习数字电路根基，纲合设软电路，时序逻刑电路以及脉冲波形的产生与整形.数字电路基础数字电子技术组合逻辑电路时序逻辑电路脉冲波形的产生与他形0.4电子技术应用咱们现在来想一下电子技术在实际生活中的应用,在工业现场和日常生活中.电子技术应用是很广泛的.如：伯号检测，在工业现场仃很多参数（如压力、爆度、流麻的测破）要我们测量,在工业现场.我们首先要用传那器将这些物理此转换成电信号，转换成电信号以后再应用电子电路去处理这些信号，这样就实现了这些物理M的测倩，测瑾完以后，再将这些信号输出去控制执行机构，这样就实现了岗节，从而完成-定的生产目标。还如咱们用得比照多的电子仪器，在实脸室咱们要应用的信号发生器（正弦波发生潸）就是电子产品,再如现在很多人使用的电子脉搏器、电子血压计.都是应用电子技术对瞅搏'血压进展测1.还有如咱们现在羟常听说的智能小区，现在新建的小区都朝着信忠化、智能化开展，以前的房子只要可以住就可以了，但现在的房子集成了信息技术、计算机技术、电子技术等内容，这样的小区就叫智能小区.智能小区中大Ift地应用电子技术,如物业管理中的三表数据的采集与远传（三表指水表、电表、气表），以前需要工作人员去抄表、计算，现在用电子及以后.然这些电子表应用总线等连接到物业管埋控制室，这样在控制室就可以釉时检测用户的用水量、用电量:、用气状等。电子技术在汽车电子方面的应用也越来越广泛.信号检测电子技术应用智能小区汽车电子0.5课程说明现在说一下咱们这门课的课程性质，咱们这门课是一门技术根基课，是学习后续课程的根基：服务对象是电专业；课程特点是内容丰富，技术更新快，严密联系实际，应用非常广泛。总之，本课程是电专业一切电类后续课程的根基,学时不多，内容不少，不能轻视。否则，对以后的学习将会造成很大影响，课程性质：技术基础课课程说个股务对象：电专业课程特点：内容丰言技术更新快,紧密联系实际应用非常广泛总之，本课程地电专业一切电类后续课程的根基.学时不多，内容不少，不能轻视,否则，对以后的学习将会造成很大影响。0.6教学形式课堂上，多媒体授课：课下，答疑0.7希圾和要求：教师严通治学学生积极配合建议、希望踊跃发表意见要求及时反响新生事物大家支持师生共同创造佳绩希望大家能紫跟教师讲课思路，搞清根本概念，注意斛题方法和技巧：用的习时最好独立完成，按时交作业.咱们同学学习的时候紧扣教材就可以了.需要时还可以参考模拟电子技术和数字电子技术h行康华光、童诗白、刘润华等人主编的教材.第一章半导体器件根基学习模电，首先就要学习组成模拟电路的最根本的器件一一半导体器件,也就是咱们第一章的内容.华导体器件是近代电子学的IR要组成局部，没有半导体器件，就没有我们现在的电子工业，也就是说现在的电子工业是建设在半导体器件根基上的半导体器件具有很多特点,体枳小（电子管构成的器件体枳大，第一台计算机体积很大）、量量轻、功耗低,可匏性强等优点，在各个领域中得到了广泛的应用。而由于集成电路的出现,使电子涔件在微型化和可靠性方面更是向前推进了一大步.那咱们想一下,在我们的生活中，哪些东西与半导体器件有关呢半导体二极管、三股管，稔压二极管、发光：极管，光电：极管，等等这些都是华导体器件，而电脑芯片，半部体收音机，半导体制冷空调，T.导体冷水机等等都是半导体推件在生活中的实际应用7.半导体二极管和:极管是最常用的半导体器件，而PN结又是组成二极管和三极管及各种电产器件的根菸.木章首先介绍有关半导体的根本知识，然后将重点介绍：极管和三极管的构造、工作原理、特性曲线与主要参数等，为后面各拳的学习打卜根荔.第一节半导体的根本知织1 .导体、半导体和维球体大家都知道杼体的导电能力最好，绝缘体导电能力角差,不导电：还有一种就是半导体，它的导电能力介于导体和绝缘体之间，准确地说更接近于绝缘体,现在我们从它们的原子构造来看看其特殊性能.自然界的一切物顽都是由分子、原子组成的，原子又由一个带正电的原子核和它同阳高速旋转者的带有负电的电子加成，原子核中有质子和中子，其中质子带正电，中子不带电。绕原子核高速旗转的核外电子带负电.原子核构造中：正电荷=负电荷1.1 导体导体的G外层电子数通常是13个，旦距原子核较远，因此受原子核的束缚力较小。由于温度升商、振动等外界的影响，导体的他外层电子就会获得一定能愤.从而挣脱原子核的束缚而渐离到空间成为自由电子.因此,导体在常温下存在大量的自由电子,具有良好的导电能力0常用的导电材料有金、银、铜、铝等.导体也大的特点：含有大优的自由电子。1.2 绝缘体绝缘体的最外层电子数股为68个，旦矩原子核较近，因此受原子核的束缚力较强而不易挣脱其束缚,常温下绝缘体内部几乎不存在自由电子，因此导电能力极差或不导电。常用的绝缘体材料有橡胶、塑料、云母、阳克等.绝缘体的特点：内部几乎没有自由电子，因此不导电.1.3 半导体半导体的最外层电子数一般为4个，在常温下行在的自由电子数介于导体和绝缘体之间，因而在常温下半导体的导电能力也是介于导体和绝缘体之间.常用的半导体材料有硅、褚、病及某些佥属耙化物、硫化物等。半导体的特点：导电性能介于导体和绝缘体之间，但具有光收性、热敢性和掺杂性的独特性能，因此理.论分析证明，半导体的本征或流子（电子或空穴）浓度m与p“均与温度有关，关系式如N11XT>=pi（T）=AT1-c,*7i式中，Eg是半导体的激活能，也就是能级中的禁带宽度：T为绝对温度：A是与材料有关的系数：k是波尔弦行数（1.38×IO-'J.K）;e是自然对数的底。在T=300K（室温）时：硅的本征就流于浓度ni=p=1.4×10cm1错的本征驶流子浓度11i=ps=2.5×10”Cmj硅与侨的本征找流子浓度不同，主要是两种晶体的激活能不同所引起的。本征载流子浓度随温慢上升而迅速增大，因此，半导体的导电能力也随温度上升而显著增强，这正是前面所讨论过的半导体的导电特性之一的热敏性.另一方面，理出分析与实践都证明，对本征半导体来说，在一定温度下，空穴本征浓度Pi与电子本征浓度m的乘枳等于常数，即：np=常数又因为本征半导体的ni=pi,因此有n,pi=nf=常数正是由于在一般室温下，本征我流子浓度很低，使半导体的导电能力远远不能满足需要，考虑到半导体掺杂之后导电能力剧增的特性，杂旗半导体应运而生.4.杂质半导体本征华V体虽然有自由电子和空穴两种软流子，但由于数量极少炉电能力仍然很低。如果在其中掺入某种元素的微量杂质，将使掺杂后的杂质半导体的导电性能大大增强,掺入杂质的半导体称为杂痂半导体,它是制造半导体器件的根基材*4.说明：在半导体掺入朵质时，从数Ii而言，所掺入的朵质是极其微弱的.一般在百万分之一以下，纵使是重度掺杂，也只有万分之一.因此，播杂后，半导体的品体构造不发生变化，只是在晶体点阵的某些位置上.半导体原子被杂质原子所代笆.搂入杂质不同，可形成两种不同类型的杂质半导体：4.1 N型半导体在本征半导体硅或楮的晶体中.掺入少量五价元素（如磷或神）,即可得到N型半导体.由于璜是五价元素，其最外层有5个价电子，而组成共价谊时，只有4个价电子参与，势必轲下一个电子，这个多余的电子非常容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，这样就使掺入磷杂旗的华导体晶格中，自由电子的数量大大增加。因此自由电子是这种半导体的导电主流。在室温情况下，本征硅中的