26
课 题 1.1.1~1.1.2 晶体二极管的基本特性 课型 新课
授课班级 17机电 授课时数 2
教学目标 1.熟识二极管的外形和符号 2.掌握二极管的单向导电性
教学重点 二极管的单向导电性
教学难点 二极管的反向特性
学情分析 学生初步了解晶体管,理解起来有些难度 学生具有半导体的相关知识 教学方法 实物观察法、图示法、实验总结法、多媒体演示法
教后记 通过知识讲解,学生对晶体二极管有了一定的认识,了解了二极管的单向导电性,并能利用所讲解的知识,熟练的根据外形读出二极管的正负极。
26
引入 1.观察二极管的外形 2.得出共性特征:具有两个电极,将其拉入电路中会出现何种特性呢? 3.演示实验 (1)实验电路
(2)现象 灯亮或不亮,说明电路导通或不通。 结论:有一类器件能单方向导电,这类器件是晶体二极管。
1.1.1 晶体二极管的单向导电性 1.结构:一个是正极,一个是负极 2.符号: 3.文字:V 4.结论: a.外加电压为正极高电位,负极低电位时二极管导通,正偏。 b.外加电压为负极高电位,正极低电位时,二极管截止,反偏。 单向导电性:晶体二极管加一定正向电压时导通,加反向电压时截止。
随堂练习 判断二极管是否导通
1.1.2 PN结 1.本征半导体:不加杂质的纯净半导体,如硅、锗。 2.载流子:半导体中存在的两种导电的带电物体。 (1)自由电子:带负电。 (2)空穴:带正电。 特性:在外电场的作用下具有定向移动的效应,能形成电流。 3.P型半导体:在本征半导体中掺三价元素。 空穴数大于自由电子数。 即:多数载流子为空穴,少数载流子为电子。 4.N型半导体:在本征半导体中掺入五价元素。 即:多数载流子为电子,少数载流子为空穴。 注意:无论是P型、N型半导体,其正、负电荷总是相等的,整个半导体保持电中性。 5.PN结 采用掺杂工艺,使硅或锗的一边形成P型半导体,另一边形成N型半导体区域,在P区和N区的交界面形成一个具有特殊电性能的薄层,称为PN结。 将PN结加封装成二极管,从P区引出为正极,N区引出为负极。
(展示各种二极管)
(观察灯的发光情况)
(引导) (讨论、回答、评析)
(讲解) (讲解) (图形模
26
结论: (1)PN结正向偏置时,电阻很小,导通。 (2)PN结反向偏置时,电阻很大,截止。
拟) (引导)
练习 1.画一个可使灯发光的二极管电路。 2.将以下器件串联,使二极管导通。 (学生完成) 3.画出图中的电流通路。 小结 半导体材料:硅、锗→P型、N型→PN结→单向导电性→二极管
布置作业 课内作业:1-1、1-2、1-3、1-4; 判断下图中二极管是否导通。
课 题 1.1.3~1.1.5 二极管的伏安特性、简单测试、分类、参数 课型 新课 授课班级 17机电 授课时数 2
26
教学目标 1.熟悉二极管的伏安特性 2.会简单测试二极管 3.理解二极管的分类、型号及参数
教学重点 伏安特性、测试方法
教学难点 二极管的反向特性
学情分析 学生对二极管有了一定认识,掌握了二极管的基本特性 教学方法 实验法、讲授法、讨论法、多媒体演示法
教后记 通过本次课教学,学生对二极管有了一个新的认识,了解到不同的二极管有不同的文字名称和不同的图形符号,学生也能通过表格查阅不同二极管的名称
26
A.复习 1.二极管的特性是 ,具体体现为加 电压导通,加 电压截止。 2.判断下列电路中二极管导通情况。
B.引入 从以上第1题来看,V是否能导通,需进一步研究二极管的伏安特性。
C.新授课 1.1.3 伏安特性 实验:二极管伏安特性测试 目的:得出二极管电流随二极管电压的变化关系 实验电路:
调节触头,使加于二极管两端的电压变化,观察毫安表的变化情况有以下结论: (1)当正向电压较小时,正向电流极小,称为死区,死区电压:硅0.5 V,锗0.2 V。 (2)当正向电压大于死区电压时,电流随电压增大而急剧增大,二极管导通。 (3)二极管导通后,两端电压基本稳定,一般硅为0.7 V,锗为0.3 V。 反向特性: (1)当加反向电压时,二极管反向电阻很大,电流极小,此时电流为反向饱和电流。 (2)当反向电压不超过反向击穿电压时,反向饱和电流几乎与反向电压无关。 (3)当反向电流在反向电压增大到一定时突然增大,此时反向电压为反向击穿电压。 击穿:电击穿——可恢复; 热击穿——不可恢复。 注意:二极管正向电流不能过大,为限制电流,应在二极管电路中加串联电阻起限流作用。
1.1.4 二极管的简单测试 一、测试基本原理 (1)二极管的伏安特性:正向时,电阻小,导通; 反向时,电阻大,截止。 (2)万用表电阻挡用万用表内部电源。 (填空) (练习) (学生回答) (讨论) (引导) (演示实验、观察变化) (讲解) (引导分析伏安特性) (引导) (提问,引起思考)
26
注意:表内电池的正极与黑表笔相连,不能与万用表面板的“+”、“-”相混。 二、测试方法 1.选用万用表R×100、R×1k挡 问题:为什么不选用R×1挡(电流较大) R×10k挡(电压较高,二极管损坏) 2.接线
3.结论 (1)一次电阻较大(大于几百千欧),一次电阻较小(几百欧、几千欧),说明二极管正常。 (2)阻值小的,与黑笔相接的为二极管的正极。
1.1.5 二极管的分类、型号和参数 1.分类 (1)材料:硅二极管、锗二极管 (2)结面积:点接触型、面接触型 (3)用途:整流、稳压、发光、光电、变容 2.主要参数 (1)最大整流电流IFM:二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。 (2)最高反向工作电压VRM:二极管允许承受的反向工作电压峰值,
31~21RMV反向击穿电压。
(3)反向漏电流IR:规定的反向电压和环境温度下的二极管反向电流值。IR越小,二极管的单向导电性能越好。
(实际操作)
练习 给学生发放不同类型的二极管,让学生利用万用表进行测量
26
小结 1.集体二极管伏安特性 2.晶体二极管测试 3.集体二极管分类
布置作业 习题一 1-5,1-6,1-7
26
课 题 1.2.1 晶体二极管整流电路 ---半波整流 课型 新课 授课班级 17机电 授课时数 1
教学目标 1.能理解整流的概念 2.掌握单相半波、全波整流电路的工作原理,会计算负载的整流二极管上的电压和电流
教学重点 整流电路中二极管的电压
教学难点 整流电路的工作原理和波形分析 学情分析 学生有《电工基础》中电路这一节知识做铺垫,同时也学习过交流电和直流电,这样学习本节知识就简单一些 教学方法 波形图法、观察法、逻辑推理法、多媒体演示法
教后记 通过本次课的讲解,学生理解二极管的半波及全波整流电路的工作原理,同时也能利用公式进行简单计算,但学生自行分析电路障碍是仍存在一些困难,需加强练习
26
A.复习 1.硅二极管的门坎电压为 V,导通电压为 V。 锗二极管的门坎电压为 V,导通电压为 V。 2.比较硅二极管和锗二极管的反向漏电流。 3.说出以下电路中硅二极管能否导通及二极管上的电压。
导通Vv0.7 V 截止Vv3 V(反向) B.引入
利用二极管的单向导电性,可将交流电转成直流电,电路如何构成,工作原理怎样?
C.新授课 整流:将交流电转换成直流电的过程。 整流电路:利用晶体二极管的单相导电性,将单相交流时间性转换成直流电的电路。
1.2.1 单相半波整流电路 一、工作原理 1.电路构成
2.工作分析 (1)单相交流电压v1经变压器降压后输出为v2; (2)当v2正半周时,A为正,B为负。 二极管承受正向电压导通,电路有电流。 问题:a.标出电流方向。 b.若二极管电压为0,vL与v2的关系如何? (3)当v2负半周时,B为正,A为负。 二极管随反向电压截止,电路中几乎无电流。 结论:负载RL上只有自上而下的单方向电流,即RL的电流为直流电流。 3.波形分析 a.v2与v1是变压关系,波形为正弦波。 b.正向导通时,vL与v2几乎相等,即vL随v2同步变化。 c.负载上的电流与电压波形类似,因为是阻性负载。 d.反向截止时,v2的电压加于二极管,二极管反向电压与v2负半周相同。(引导学生作出波形。) 二、负载和整流二极管上的电流 1.负载两端电压——以平均值表示
(学生回答)
(引导观察电路)
(引导分析) (讨论、回答、评析)
(解释“几乎”二字)
(点明波形分析关键几点)