模拟电子技术部分课程教学设计.docx

1半导体器件（讲课4学时，共2次课）课题名称（章节题目）第1次课：二极管和稳压管1、了解二极管和稳压管的结构、工作原理；数字日附知诙一2、掌握特性曲线、主要参数和应用；啊笠水3、理解PN结的单向导电性。教学重点重点：掌握主要特性、主要参数的含义，掌握各元件的应用。和难点难点：PN结的单向导电性。教学方式多媒体或胶片投影或传统方法一、复习提问、导入新课回顾接触过的半导体知识二、讲授新课1、半导体的导电特性2、半导体二极管教三、总结本次课应着重掌握和理解以下几个问题：学1、半导体的导电性受外界条件的影响特别是温度和光照，利用这些特点可以制造许多元件，但是也给半导体器件工作的稳定带来影响。过2、PN结具有单向导电性，加正向电压导通可以通过很大的正向电流。加反向电压截止仅有很小的反向电流通过。程9.1半导体的导电特性1、物质按导电性分类：（1）导体：金属（2）绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷等（3）半导体：硅、错、一些流化物、氧化物2、载流子（1）自由电子（2）空穴3、本征半导体（纯净99.99999%）（1）将元素的原子排列整齐时的结构（单晶体与多晶体）（2）原子核外层的电子：价电子决定化学性质（Si+4价、Ge+4价）（3）稳定时共价健中的价电子不能成为自由电子，受外界激发（光照、加热）挣脱束缚：形成自由电子并在原共价键中留下空位（即空穴）填补空位：自由电子与穴同时消失（即复合）4、掺杂半导体（1）硅（错）晶体内掺入少量的五价元素（磷、锚）多子（主要导电的载粒子）：自由电子少子：空穴（热激发形成）主要导电方式取决于多子，称电子型或N型半导体（2）硅（错）晶体内掺入少量的三价元素（硼、铝）多子：空穴少子：自由电子（热激发形成）导电方式取决于多子（空穴）称空穴型或P型半导体(1)(2)(3)(1)半导体特性热敏性：温度敏感元件（热敏电阻）光敏性：光敏元件（光敏电阻、二极管、三极管、电池）掺杂性PN结及单向导电性PN结的形成扩散漂移动态平衡（2）单向导电性PN结加正向电压（正偏置） 高电位端P区 低电位端N区E外与E内方向相反，削弱内电场，空间电荷区变薄，多子的扩散加强，形成扩散电流（I正）；E外越大，I正越大（PN结导通,呈低阻状态）。PN结加反向电压（反偏置） 高位端N区 低位端P区e°e.一6公.fre.丁*°.空穴自由电子I交向电荷国PN内飒泪外获完尚7=U（）交向电荷区内西云向三wwaIn内里场方用外电方向E外与E内方向相同，增强内电场，空间电荷区变宽，少子的漂移运动加强，形成漂移电流(I反)。少子数量少且与温度有关，故I反小且与温度有关而与E外无关(PN结截止，呈高阻状态)9.2半导体二极管1、结构(1)点接触：PN结面积小，极间电容小，小电流(高频检波、脉冲数字电路中的开头元件)(2)面接触：PN结面积大，胡间电容大，电流大(整流)2、符号3、伏安特性I=f(U)(1)正向特性死区电压令硅管：0.5V 错管：0.IV工作电压(正向导通区) 硅管：0.7V 铸管：0.3V(2)反向特性反向饱和电流 硅管：纳安级 错管：微安级因少子数量小，故I反小反向击穿特性令 齐纳击穿(可恢复)：雪崩击穿(可恢复)： 热击穿(不可恢复)：但是：t°ct少子tI反外强电场强行把共价健的电子拉出被拉出的电子撞击原子使自由电子增加f高速运动的电子热量增加一材料温度禁用4、主要参数(1)大整流电流IOM(2)反向工作峰值电压URWM(3)反向峰值电流IRM5、应用(1)检波一一把己调制好的高频信号中的低频信号取出调制：低频信号使高频信号的幅度、频率等随之变化(2)整流一一把交流变换成直流(3)钳位(4)限幅例题分析：如图所示电路，输入端A的电位4=+3V,8点的电位=0V,电阻斤接电源电压为T5V,求输出端尸的电位保。【解】因为DA和DB为共阴极连接，A、B两端为它们产心的阳极，因此4、伍中的高电位对应的管子将会优先导通。“aIfiV由可知，DA将会优先导通。如果DA为硅二极管，其正向压降约为0.7V,则此时保=+3-0.7=+2.3Vo当DA导通后，DB因承受反向电压而截止。在此处，D起的就是钳位作用，把F端的电位钳置在+2.3V；DB起隔离作用，把输入端B和输出端F隔离开。1半导体器件（讲课4学时，共2次课）课题名称（章节题目）第2次课：稳压管和三极管教学目的和要求1、了解稳压管、三极管的结构；2、掌握特性曲线、主要参数和应用；3、理解稳压管稳压原理、三极管的电流放大作用。教学重点和难点重点：掌握主要特性、主要参数的含义；稳压管稳压原理、三极管的电流放大作用。难点：三极管放大原理。教学方式多媒体或胶片投影或传统方法一、复习提问、导入新课半导体二极管的特性二、讲授新课1、稳压管（稳压二极管）2、半导体三极管教三、总结学本次课应着重掌握和理解以下几个问题：过1、三极管有三种工作状态，工作在放大状态时，集电结反偏、发射结正偏，集电极电流随基极电流成比例变化。2、由于二极管、三极管等半导体元件是非线性元件，所以它们的伏安特性常用特性曲线图表示。程9.3稳压管（稳压二极管）1、符号SZ2、伏安特性I=f（U）反向曲线陡直工作于反向击穿区（反向联结）aUz小，Z大，Rz=UzIz（4）可串D,来提高稳压值D,不可并联使用UZ高的不导通，用不上Uz低的因过载而损坏同一型号的DZ其稳压值不同（范围）3、稳压管的主要参数(1)(2)(3)(4)(5)稳定电压Uz电压温度系数u动态电阻r2稳定电流IZ最大允许耗散功率这PZM>例题讨论：在图示电路中，稳压管的IZU=I8mA,U2=12V,R=L6KQ通过稳压电流L等于多少？R是限流电阻,其值是否合适？解：Iz=（20-12）/（1.6×103）A=5mAIz<Ia.,电阻值合适。9.4半导体三极管DZK1、结构(1) NPN(2) PNP2、电流分配与放大作用(1)电流放大的条件:NPN:Vc>Vb>Ve(2)PNP:Ve>Vb>Vc(2)电流分配：IE=Ib+IcIc/Ib=J(直)3、特性曲线Je正偏、Jc反偏(1)输入特性Ib=f(UBE)IUCE=常fit(2)输出特性Ic=f(Uce)I【即常Jg载止区：对应IB=O以下的区域IC=ICEO=0,UBEV0；可靠截止C、C结均处于反偏放大区：UBE>0、UBCVO,IC受L控制(e结正偏、C结反偏)饱和区：Uce=Ube(UCB=O),Ic不受Ib控制，Uces=O.3V(C结、C结均为正偏)4、主要参数(1)特性参数电流放大系数瓦集一基极反向截止电流IaIo集一射极反向截止电流I«o(2)极限参数集电极最大允许电流Icm集一射极向击穿电压U由集电极最大允许耗散功率PCM>例题讨论：有两只晶体管，一只的£=200,/CEO=200UA；另一只的£=100,/ceo=0uA,其它参数大致相同.你认为应选用哪只管子？为什么？解：选用£=100、/CB。=IOHA的管子，因其£适中、/azo较小，因而温度稳定性较另一只管子好。子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流, 子。sC2z° lmA(a)解：答案如解图所示：/1.01mA° ©标出其实际方向，并在圆圈中画出管5.1mA(b)/f 己知两只晶体管的电流放大系数£分别为50和100,现测得放大电路中这两只管测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是错管。解：晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如下表所示:管号TiT2T3T4T5T6上eCebCb中bbbeee下CeCCbC管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe