-半导体器件教案.docx
第1章半导体二极管及其应用教学方法说明本章要求：1、了解本证半导体、P型和N型半导体的特征及PN结的形成过程。2、生疏二极管的伏安特性及其分类。3、把握直流稳压电源的组成及各局部电路的作用。本章重点：I、PN结的单向导电性。2、二极管的伏安特性及应用。本章推点：PN结的形成。教学时数：8学时教学方法：自学+多媒体教学1.1半导体的特性及其类型通过生产生活中的电子产品引入课题。一、半导体的独特特性1,导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很简洁导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物,质几乎不导电.称为绝缘体，如模皮、筌、塑料和石英。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如错、硅.珅化镣和一些硫化物、氧化物等。2、半导体的导电特性：（1）热敏性：当环境温度上升时，导电力量显著增加。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻儿（2）光敏性:当受到光照时，导电力量明显变化。（可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光银三极管等）。（3）掺杂性：往纯洁的半导体中掺入某搂杂质，导电力量明显转变。（可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和国闸管等）。3、本征半导体的晶体构造（D本征半导体-完全纯洁的、不，.：含其他杂质且具有品体构造的半导体©©*®称为本征半导体。留意说明：本征半导体中我流子数目极少.其导电性能很差。、本征半导体中的两种我流子6）.立）.,立）.-自由电子和空穴使本征半导体具VV有导电力量，但很微弱。乂.曾意：温度愈高，我流子的数目愈,©,*©©多.半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。二、杂质半导体1、N型半导体一一掺入五价元素如磷、睇、珅等.自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。2. P型半导体掺入三价元素如硼、钺、钢等。空穴是多数栽流子，自由电子是少数装流子。留意：1 .掺入杂质的浓度打算多数我流子浓度：端度打算少数我流子的浓度.2 .杂质半导体截流子的数目要远远商于本征半导体，因而其导电力量大大改善。3 .杂质半导体总体上保持电中性。借助于多媒体动画进展比较直观的展现，帮助学生知道PN结是怎么形成的，明白将PN结封装起来就是二极管。三、PN结1、PN结的形成利用集中和漂移这一对相反的运动最终到达动态平衡,使空间电荷区的厚度固定不变一一PN结。2、PN结的单向导电性1） .PN结加正向电压（正向儡置）一正向电流较大，正向电阻较小,PN结处于导通状态。2） .PN结加反向电压（反向偏置）一一反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。综上所述：PN结正向导通，反向截止一一单向导电性。小结：1、半导体的特性及类型。2,N型半导体和P型半导体的特征。3、PN结的单向导电性。布置作业：看书学生举例：在何处W经见到过二极管,它在电路中起什么作用呢？1.2半导体二极管一、根本构造与符号1、构造（两区、两极、一结）-PN结加上管壳和引长,就成为半导体二极管。2.符号二、二板管的伏安特性<f11"通过列举二极管在实际电路中的应用实例加以理解二极管的主要参数。例：二极管冒结合PN结的单向导电性分析。留意：转折点电压的分析。三、二极管的类型和参数K类型：<1>以材料分类.有硅二极管和错二极管等。<2>以二极管的构造分类，有点接触型二极管和面接触型二极管等。<3>以用途分类，有整流二极管、稳压二极管.发光二极管、光电二极营等。2、二极管的主要参数：（1）最大整流电流Ipj一一二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。（2）最高反向工作电压U-二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压烟了，让学生来解释这个现象。（3）反向电流I一在规定的反向电压（V）和环境温度下的反向电流。四、胥别二极管1.稳压二极管一一利用二极管反向电击穿时两端电压保持稳定的特性稳定电路两端电压。主要参数1）稳定电压U稳压管/常工作（反向击穿）时管子两端的电压。2）稳定电流1、-楣压管工总在稳定电压时的电流值.3）最大稳定电流1.稔压管正常工作赢许通过的最大反向电流.4）动态电阻-r愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。2 .发光二标管一一承受磷化钱或者磷珅化钱等制成，直接将电能变为光能。发光管正常工作时应正向偏置,因发光管属于功率型器件,因此死区电压较一般二极管高，其正偏工作电压至少要在1.3V以上。发光管常用作数字电路的数码及图形显示的七段式或阵列器件。3 .光电二极管一一能将光照强弱的变化转变成电信号。光电二极管的正常工作状态是反向脩置。在反向电压下，无光照时.反向电流很小，称为暗电流：有光照耀时，携带能量的光子进入PN结，把能量传给共价键上的束缚电子，使局部价电子摆脱共价键的束缚，产生电子一空穴对，称光生栽流子。光生我流子在反向电压作用下形成反向光电流，其强度与光照强度成正比。WW小结：1、二极管的构造、类型与符号。2、二极管的单向导电性能及伏安特性。3、稳压二极管.发光二极管及光电二极管的特征。布置作业：P15-11.3半导体二极管应用电路一、二极管并联型稳压电路t=学生思考：单相半波整流电路的输出波形有什么特点，与输入波形比较为何会发生变化呢？重点放在波形分析上。电源变压器一一将220V沟通电压变换为整流电路所要求的沟通电压值。整流电路一一将沟通电压变换为脉动直流电压。速波电路一一将脉动的直流电变换为平滑的直流电。稳压电路使直流电源的检出电压稳定，根本不受电网电压或负我变动的影晌。2、单相整流电路(1)单相半液整流电路U>O-V导通一U=uu<O-*V截止-；=0U2)卷数计算启发、引导学生在分析半波整流谑波电路的根底上分析，在分析工作原理时承受作图的方法。先画出输入电压波形，然后依据二极管的特点，推断分析其工作区域和工作特点。u>0-Y2.V3截止，VI,V4导逋-u=-u2)参数#算UU=0.9UI=1.o21.R学生自己分析,教师总结归纳。3.滤波电路(1)电容速波电路I)电路图及原理分析V2.V3或者VI,V4导通时给C充电.它们都截止时C向R,放电.滤波后U的波形变得平缓,平均值提高。2)论波波电容与负载并联.由于滤波电容的充放电作用，输出电压的脓动程度大为减弱.波形相时平滑，输出电压平均值也得到提高。RC越大U.越大*单相桥式整流电容连波电路电压和电流的估算形式临人交流电压(Wfttt)整连电玲勒出电土飞渔总件上电击和电流员我开路时的电压带负载时的电压(fc(fi)最大反向电压GM通过的电疣4桥式整洸2UO.5【例】在桥式整流电容滤波电路中，要求输出直流电压为6V,负载电流为60mA。试选择适宜的整流二极管。<2)电感滤波<3)复合滤波4.稳压电路一使直流电源的输出电压和定，根本不受电网电压或负栽变动的影响.并联珪稳压管稳压电路1)电路组成留意：稳压管反向并联在负载R两乘。t2）稳压原理*当输入电压变化时*当负载电流变化时0集成樵压电路1）三三端固定集成稳压器1、固定式三辎稳压器的根本学问CW78(79)工一用数字浅示愉出电瓜的（编出电源：1.MMA,MM5A.无字障为I.5A）78：出B1.定正电压T9.出囿定负电用输入辎电容C1.用于减小输入电压的脉动和防止过电压。输出谓电容C2用于减弱电路的高频干扰，并具有消振作用。2）三端可调集成稳压器产品序号为三位数：前一位的含义：1军工：2工业和半军工；3民用。后两位的含义：17为输出正电压，37为输出负电压。二、二板管其他应用电路简介自学容留意:分析实际电路时为简洁化，通常把二极管进展抱负化处理，即正偏时视其为1,二极管的开关作用正向导通时相当一个闭合的开关；反向阻断时相当一个翻开的开“短珞”，栽止时关。视其为“开路”.2、限幅3、钳位小结：1、直流稳压电源的缎成。2、单相半波和桥式整流电路的特点。3、电感液波和电容谑波的特点。4、稳压电路的原理。布置作业：P16-2,8页Si1.
