1、#*第 1.2 课时教学内容:1、半导体的基本知识2、PN 结的形成及特点,半导体二极管的结构、特性、参数、应用电路教学目标:知识目标:让学生了解半导体材料的基本结构及 PN 结的形成,掌握 PN 结的单向导电工作原理技能目标:能运用常用公式解题。情感目标:1.养成良好的学习习惯2.树立坚强乐学的意识教学重点:从半导体材料的基本结构及 PN 结的形成入手,重点介绍 PN 结的单向导电工作原理、教学难点:PN 结的单向导电工作原理教学准备:教学 PPT。教学过程:引述导入:今天我们来学习交流电路。板书课题:半导体的基本知识新授内容:1 半导体的基本知识1.1 半导体材料根据物体导电能力(电阻率)
2、的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间材料,我们称之为半导体。在电子器件中,常用的半导体材料有:元素半导体,如硅(Si) 、锗(Ge)等;化合物半导体,如砷化镓(GaAs)等;以及掺杂或制成其它化合物半导体材料,如硼(B) 、磷(P) 、锢(In)和锑( Sb)等。其中硅是最常用的一种半导体材料。半导体有以下特点:#*1半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间2半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显著变化。3在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。1.2 杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要
3、是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N 型半导体掺入五价杂质元素(如磷)的半导体。P 型半导体 掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。在 N 型半导体中自由电子是多数载流子,在 P 型半导体中空穴是多数载流子.2 PN 结的形成及特性2.1 PN 结的形成:在 P 型半导体和 N 型半导体结合后,由于 N 型区内电子很多而空穴很少,而 P 型区内空穴很多电子很少,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。在 P 和 N 区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,就是所谓的 PN结。2.2 PN 结的单向导电性当外加电压使 PN 结中 P 区的电位高于 N 区的电位,称为加正向电
4、压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。PN 结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;PN 结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。#*由此可以得出结论:PN 结具有单向导电性。2.3 PN 结的反向击穿当 PN 结的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然快速增加,此现象称为 PN 结的反向击穿。反向击穿分为电击穿和热击穿,电击穿包括雪崩击穿和齐纳击。PN 结热击穿后电流很大,电压又很高,消耗在结上的功率很大,容易使 PN 结发热 ,把 PN 结烧毁。热击穿不可逆;电击穿可逆3 半导体二极管2.3.1 半导体二极管的结构在 PN 结上加上引线和封装,就成为一个二极管
5、。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。(1) 点接触型二极管: PN 结面积小,结电容小,用于检波和变频等高频电路。(2) 面接触型二极管: PN 结面积大,用于工频大电流整流电路。#*(3) 平面型二极管:往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小,用于高频整流和开关电路中。(4) 二极管的代表符号2.3.2 二极管的伏安特性(1) 正向特性:正向特性表现为图中的 段。当正向电压较小,正向电流几乎为零。此工作区域称为死区。V th 称为门坎电压或死区电压(该电压硅管约为0.5V,锗管为 0.2V)。当正向电压大于 Vth 时,内电场削弱,电流因而迅速增长 ,呈现的很小正向电
6、阻。(2) 反向特性:反向特性表现为如图中的 段。由于是少数载流形成反向饱和电流,所以其数值很小,当温度升高时,反向电流将随之急剧增加。 (3) 反向击穿特性:反向击穿特性对应于图中段,当反向电压增加到一定大小时,反向电流剧增,二极管的反向击穿。其原因和 PN 击穿相同。 2.3.3 二极管的参数(1) 最大整流电流 IF; (2) 反向击穿电压 VBR 和最大反向工作电压 VRM(3) 反向电流 IR;(4) 正向压降 VF;(5) 极间电容 CB4 特殊体二极管1 稳压二极管:稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。#*2 变容二极管变容二极管:结电容随反向电压的增加而减小的效应显著的二极管
7、。3.光电二极管4. 发光二极管(LED)5. 激光二极管作业: 习题集板书设计:1 半导体的基本知识1.1 半导体材料1.2 杂质半导体2 PN 结的形成及特性2.1 PN 结的形成:2.2 PN 结的单向导电性3 半导体二极管2.3.1 半导体二极管的结构2.3.2 二极管的伏安特性4 特殊体二极管.1 稳压二极管:2 变容二极管 3.光电二极管 4. 发光二极管(LED)5. 激光二极管课后反思:#*第 3.4 课时教学内容:1、半导体三极管的结构及工作原理,放大电路的三种基本组态2.静态工作点 Q 的不同选择对非线性失真的影响教学目标:知识目标:让学生了解半导体三极管的结构、工作原理、
8、特性曲线和主要参数技能目标:能运用常用公式解题。情感目标:1.养成良好的学习习惯2.树立坚强乐学的意识教学重点:半导体三极管的结构及工作原理, 重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数教学难点:三种基本组态放大电路的静态工作点、动态参数教学准备:教学 PPT。教学过程:引述导入:今天我们来学习半导体三极管。板书课题:半导体三极管新授内容:2 半导体三极管1.结构简介:半导体三极管有两种类型:NPN 型和 PNP 型。2.电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。外部条件:发射结正偏,集电结反偏。#*3. 三极管的三种组态共发射极接法,发射极
9、作为公共电极,用 CE 表示。共基极接法,基极作为公共电极,用 CB 表示。共集电极接法,集电极作为公共电极,用 CC 表示。三极管的三种组态4. 放大作用综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是:(1)内部条件:发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。 (2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。特性曲线1. 输入特性曲线 constVBECfi|)(#*(1) 当 时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。vCE = 0V vCE 1V(3) 输入特性曲线的三个部分:死区;非线性区;线性区2. 输出特性曲
10、线放大区: iC平行于 vCE轴的区域,曲线基本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏。截止区: iC接近零的区域,相当 iB=0 的曲线的下方。此时, vBE小于死区电压,集电结反偏。饱和区: iC明显受 vCE控制的区域,该区域内,一般 vCE0.7 V(硅管)。此时,发射结正偏,集电结正偏VCE0constiEBVfi|)(#*或反偏电压很小。2 共射极放大电路1. 电路组成2. 简化电路及习惯画法3 简单工作原理共射极基本放大电路的电压放大作用是利用了 BJT 的电流控制作用,并依靠 Rc 将放大后的电流的变化转为电压变化来实现的。作业: 习题集板书设计:略:课后反思:#*第 56 课时教学目的: 让学生了解共发射极、共集电极和共基极三种放大电路教学内容: 1、共集电极电路和共基极电路的工作原理2.三极管放大电路的频率响应教学重点:共集电极电路和共基极电路教学过程:共集电极电路和共基极电路.1 共集电极电路:该电路也称为射极输出器