二极管及其应用

1、电子技术基础与技能专 业：电力专业任课教师：孟 秀 玲授课班级：11电力11机电 第一部分 模拟电子技术与技能第1章 二极管及其应用本章主要内容本章重点讲述半导体器件的结构原理、伏安特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点,然后介绍二极管的伏安特性、主要参数以及应用举例。授课时间： 备课时间： 授课时数：2 序号：1课题：1.1 二极管一、教学目标分析（1）知道半导体的奇妙特性（2）理解杂质半导体的定义及种类（3）理解PN结的单向导电性分析通过本次课的教学，教会学生分析半导体特性及分析PN结的单向导电性的能力通过本次课的学习，培养

2、学生对电子课的兴趣，从而使其能学的更好、更扎实二、教学重点1、半导体的奇妙特性2、PN结的单向导电性分析教学难点1、杂质半导体的定义及种类2、PN结的单相导电性分析三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习六、教学组织过程 1、组织教学 2、导入新课：从学生的具体情况以及电子的应用引入本次课，以引起学

3、生的兴趣 3、新课内容半根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-310-9 W·cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等，半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别。一、对温度反应灵敏 当温度升高，半导体的导电能力显著提高， 当温度下降时，半导体的导电能力显著下降，如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件如热敏电阻。二、对光照反应灵敏利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，像光电池、光电管和光敏电阻等。 三、参入杂质后会改善导电性在形成晶体结构

4、的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。1、本征半导体本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。2、杂质半导体掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素（如磷），就形成N型（电子型）半导体；掺入三价元素（如硼、镓、铟等）就形成P型（空穴型）

5、半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关，掺杂浓度越大、温度越高，其导电能力越强。在N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。多子（自由电子）的数量正离子数少子（空穴）的数量在P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。多子（空穴）的数量负离子数少子（自由电子）的数半导体中的载流子有两种有序运动：载流子在浓度差作用下的扩散运动和电场作用下的漂移运动。同一块半导体单晶上形成P型和N型半导体区域，在这两个区域的交界处，当多子扩散与少子漂移达到动态平衡时，空间电荷区（亦称为耗尽层或势垒区）的宽度基本上稳定下来，PN结就形成了。当P区的电位高于N区的电位时，称为加正向电压（或称

6、为正向偏置），此时，PN结导通，呈现低电阻，流过mA级电流，相当于开关闭合；当N区的电位高于P区的电位时，称为加反向电压（或称为反向偏置），此时，PN结截止，呈现高电阻，流过A级电流，相当于开关断开。PN结是半导体的基本结构单元，其基本特性是单向导电性：即当外加电压极性不同时，PN结表现出截然不同的导电性能。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。这正是PN结具有单向导电性的具体表现。七、小结（1）半导体的奇妙特性（2）杂质半导体的定义及种类（3）PN结的单向导电性分析八、作业 1、什么叫半导体？有哪些特性？ 2、什么叫P

7、N结？有什么特性？九、教学反思由于本次课是电子技术基础课的入门课，为了使学生能引起学习的兴趣，所以，本次课我采取了多结合学生的实际情况，多举实例进行讲解。授课时间： 备课时间： 授课时数：2+2 序号：2课题：1.1 二极管一、教学目标分析（1）二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性（2）会用万用表检测二极管极性和质量优劣（1）教会学生分析二极管的伏安特性、单向导电性的能力（2）会用万用表检测二极管极性和质量优劣培养学生对电子课的兴趣二、教学重点1、二极管的伏安特性、单向导电性2、用万用表检测二极管极性和质量优劣教学难点1、二极管的伏安特性、单向导电性2、二极管在电路中导通与否的判断方法，3、

8、用万用表检测二极管极性和质量优劣三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习六、教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容一、二极管的结构PN结上加上引线和封装，

9、就成为一个二极管。二极管按结构分为点接触型、面接触型和平面型三大类。点接触型二极管PN结面积小，结电容小，常用于检波和变频等高频电路。面接触型二极管PN结面积大，结电容大，用于工频大电流整流电路。平面型二极管PN结面积可大可小，PN结面积大的，主要用于功率整流；结面积小的可作为数字脉冲电路中的开关管。二、二极管的图形符号 VD 阳极 阴极一、二极管的单向导电性二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。1、正向特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称

10、为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。2、反向特性在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大

11、，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。二、二极管的特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线下图所示，处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。1、正向特性当V0，即处于正向特性区域。正向区又分为两段：（1）当0VUon时，正向电流为零，Uon称为死区电压或开启电压。（2）当VUon时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。2、反向特性：当V0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：（1）当VBRV0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS。（2）当VVBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压。从击穿的机

12、理上看，硅二极管若|VBR|7 V时，主要是雪崩击穿；若VBR4 V则主要是齐纳击穿，当在4 V7 V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。3、二极管的伏安特性与PN结伏安特性的区别：二极管的基本特性就是PN结的特性。与理想PN结不同的是，正向特性上二极管存在一个开启电压Uon。一般，硅二极管的Uon=0.5 V左右，锗二极管的Uon=0.1 V左右；二极管的反向饱和电流比PN结大。二极管的使用常识一、二极管的型号国产半导体器件的命名方法二极管的型号命名通常根据国家标准 GB_249 74 规定，由五部分组成。第一部分：用数字表示器件电极的数目。第二部分：用汉语拼音字母表示器件材料和极性。

13、第三部分：用汉语拼音字母表示器件的类型。第四部分：用数字表示器件序号。第五部分：规格二、二极管的主要参数1）最大整流电流I：二极管长期工作允许通过的最大正向电流。在规定的散热条件下，二极管正向平均电流若超过此值，则会因结温过高而烧坏。2）最高反向工作电压UBR：二极管工作时允许外加的最大反向电压。若超过此值，则二极管可能因反向击穿而损坏。一般取反向击穿电压值的一半。3）反向饱和电流IR：二极管未击穿时的反向电流。对温度敏感。IR越小，则二极管的单向导电性越好。4）最高工作频率fM：二极管正常工作的上限频率。若超过此值，会因结电容的作用而影响其单向导电性。三、二极管的检测1、用万用表判断二极管极

14、性一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP12AP7，2AP112AP17等。如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。塑封二极管有圆环标志的是负极，如IN4000系列。 无标记的二极管，则可用万用表电阻档来判别正、负极，万用表电阻档示意图见图。 根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，将万用表拨到电阻档(一般用R×100或R×1k档。不要用R×1或R×10k档，因为R×1档使用的电流太大，容易烧坏管子，而R×10k挡使用的电压太高，可能击穿管子)。用表笔分别与二极管的两极相接，测

15、出两个阻值。在所测得阻值较小的一次，与黑表笔相接得一端为二极管的正极。同理，在所测得较大阻值的一次，与黑表笔相接的一端为二极管的负极。如果测得的正、反向电阻均很小，说明管子内部短路；若正、反向电阻均很大，则说明管子内部开路。在这两种情况下，管子就不能使用了。 2、用万用表检测普通二极管的好坏使用数字万用表二极管档，将红表笔插入V孔黑表笔插入COM孔，我们知道在数字万用表里红表笔接触内部电池正极，黑表笔接触内部电池负极，而在指针万用表里电阻挡是红表笔接触内部电池负极黑表笔接触内部电池正极，将数字万用表红表笔接触二极管正极，黑表笔接触二极管负极，（测量正向电阻值）正常数值为300-600 然后将红

16、表笔接触二极管负极，黑表笔接触二极管正极（测量反向电阻值），正常数值为“1”，如果两次测量都显示001或000并且蜂鸣器响，说明二极管已经击穿，如果两次测量正反向电阻值均为“1”说明二极管开路，如果两次测量数值相近，说明管子质量很差，反向电阻值必须为“1”或1000以上，正向电阻值必须为300-600，则二极管是好的。七、小结（1）二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性（2）会用万用表检测二极管极性和质量优劣（3）了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用八、作业 习题册：P9 四、1、2九、教学反思为了突出本次课的重点、难点，授课时我采取了讲练结合的方法，充分调动学生的积极性，为后续课程的学习

17、打基础。授课时间： 备课时间： 授课时数：2 序号：3课题：1.1 二极管一、教学目标（1）二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性（2）会用万用表检测二极管极性和质量优劣（3）了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用（1）教会学生分析二极管的伏安特性、单向导电性的能力（2）会应用其他类型的二极管培养学生对电子课的兴趣二、教学重点1、几种二极管的结构、符号2、几种二极管的工作原理、加压方式教学难点1、几种二极管的结构、符号2、几种二极管的工作原理、加压方式三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做

18、到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习六、教学组织过程 1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容一、稳压二极管1、稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管，通过反向击穿特性实现稳压作用。2、稳压管的伏安特性与普通二极管类似，其正向特性为指数曲线；当外加反压的数值增大到一定程度时则发生击穿，击穿曲线很陡，几乎平

19、行于纵轴，当电流在一定范围内时，稳压管表现出很好的稳压特性。3、稳压管稳压电路稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻有两个作用：一是起限流作用，以保护稳压管；二是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用二、发光二极管发光二极管在日常生活电器中无处不在，它能够发光，有红色、绿色和黄色等，有直径为3mm或5mm圆形的，也有规格为2×5mm长方形的。与普通二极管一样，发光二极管也是由半导体材料制成的，也具有单向导电的性质，即只有接对极性才能发光。 发光二极管的发光颜色一般和它本身的颜色相同，但是近年来出现了透明色的发

20、光管，它也能发出红黄绿等颜色的光，只有通电了才能知道。 用眼睛来观察发光二极管，可以发现内部的两个电极一大一小。一般来说，电极较小、个头较矮的一个是发光二极管的正极，电极较大的一个是它的负极。若是新买来脚较长的一个是正极。1、发光二极管的图形符号 发光二极管的伏安特性与普通二极管类似，但它的正向压降较大，并在正向压降达到一定值时发光。发光颜色和构成PN结的材料有关，通常有红、黄、绿、蓝和紫等颜色。发光亮度近似和工作电流密度成正比，但掺杂ZnO和GaP的发光二极管，其发光亮度随电流密度的增加会很快趋向饱和。另外，随结温的升高，LED的发光亮度将会减弱。光电二极管（Photo-Diode）和普通二

21、极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。光电二极管 VD 七、小结（1）其他二极管的伏安特性、结构特点（2）了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用八、作业 1、稳压二极管的原理是什么？ 2、发光二极管的定义是什么？ 九、教学反思本次课通过举例讲解其他二极管的伏安特性、结构特点，并使学生了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用授课时间： 备课时间： 授课时数：2 序号：4 课题： 1.2 二极管整流及滤波电路一、教学目标1、了解整流和整流电路的作用2、会估算半波整流电路的输出电压等参数3、会合理选用整

22、流元件的参数（1）半波整流电路的组成、工作原理（2）半波整流电路的参数求取、元件的选择能了解整流电路的作用，会合理选用整流元件的参数二、教学重点1、整流电路的作用2、估算半波整流电路的输出电压等参数；3、会合理选用整流元件的参数教学难点1、估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压；2、会合理选用整流元件的参数三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌

23、握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习六、教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容 1.2 二极管整流及滤波电路1.2.1半波整流电路1、整流的定义：2、整流电路的种类很多，有半波整流电路、桥式全波电路等。一、电路组成半波整波可以说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低,因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。 二、半波整流的工作过程一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波

24、形如图所示。在0-时间内，uu，u2通过它加在负载电阻Rl上。在-2 时间内，u2为负半周，变压器次级下端为正上端为负。这时D承受反向电压，不导通，Rl上无电压。在2-3时间内，重复0- 时间的过程；而在3-4时间内，又重复-2时间的过程这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rl,在Rl上获得了一个单一右向(上正下负)的电压，如图所示，达到了整流的目的。但是，负载电压Uo以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。 三、负载上的直流电压与电流的计算· 流过负载的平均电流为IL=UL/RL=0.45U2/RL 流过二极管D的平均电

25、流（即正向电流）为ID= IL=UL/RL=0.45U2/RL加在二极管两端的最高反向电压为URM=2U2四、整流二极管的选择IFID=ILURM2U2七、小结（1）二极管的单向导电性的应用（2）会分析二极管整流电路的工作原理（3）能求取二极管整流电路的参数八、作业 见相应章节的“习题指导”。九、教学反思 通过本次课的学习，应使学生对二极管的特性以及应用有更深的理解，并且能举一反三，掌握分析整流电路的方法授课时间： 备课时间： 授课时数：2 序号：5课题： 1.2 二极管整流及滤波电路一、教学目标1、了解整流和滤波电路的作用2、会估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压3、会合理选用整流元件的

26、参数（1）二极管的伏安特性、单向导电性（2）稳压管稳压原理及简单稳压电路能了解整流和滤波电路的作用，会合理选用整流元件的参数二、教学重点1、整流和滤波电路的作用2、估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压；3、会合理选用整流元件的参数教学难点1、估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压；2、会合理选用整流元件的参数三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理

27、解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习六、教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容1.2.2桥式整流电路一、电路组成桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。 二、桥式整流的工作过程桥式整流电路的工作原理如下：U2为正半周时，对VD1、VD3加正向电压，VDl、VD3导通；对VD2、VD4加反向电压，VD2、V

28、D4截止。电路中构成U2、VD1、Rfz 、VD3通电回路，在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压，U2为负半周时，对VD2、VD4加正向电压，VD2、VD4导通；对VD1、VD3加反向电压，VD1、VD3截止。电路中构成U2、VD2Rfz 、VD4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去，结果在Rfz 上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。三、负载上的直流电压与电流的计算· 流过负载的平均电流为IL=UL/RL=0.9U2/RL 流过二极管D的平均电流（即正向电流）为ID= IL=UL/RL=0.9U2/RL加在二极管两端的最高反向

29、电压为URM=2U2四、整流二极管的选择IFID=ILURM2U2七、小结（1）二极管的单向导电性、主要参数及伏安特性（2）会用万用表检测二极管极性和质量优劣（3）了解其他类型二极管的外形特征、功能及应用八、作业 见相应章节的“习题指导”。九、教学反思授课时间： 备课时间： 授课时数：2 序号：6课题： 1.2 二极管整流及滤波电路教学目标1、了解整流和滤波电路的作用2、会估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压3、会合理选用整流元件的参数（1）二极管的伏安特性、单向导电性（2）稳压管稳压原理及简单稳压电路能了解整流和滤波电路的作用，会合理选用整流元件的参数教学重点1、整流和滤波电路的作用2、

30、估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压；3、会合理选用整流元件的参数教学难点1、估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压；2、会合理选用整流元件的参数三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结

31、构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容1.2.3常用滤波电路1、滤波的基本概念 2、滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。一、电容滤波电路1、电路组成现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。2、工作过程若v2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦波。当v2到达wt=p/2时，开始下降。先假

32、设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载L放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过wt=p/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过wt=p/2时二极管仍然导通。在超过wt=p/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。3、输出直流电压的估算半波整流电路电容滤波：UL=U2桥式整流电路电容滤波：UL=1.2U2空载：UL=1.4U2二、电感滤波电路利用储能元件电感器的电流不能突变的性质，把电感与整流电路的负载L相

33、串联，也可以起到滤波的作用。桥式整流电感滤波电路和电感滤波的波形图如图所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将更换经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角都是180°。小结 1、了解整流和滤波电路的作用2、会估算桥式整流电路和电容滤波电路的输出电压3、会合理选用整流元件的参数作业 见相应章节的“习题指导”。课后记授课时间： 备课时间： 授课时数：4 序号:7教学目标（1）理解二极管的伏安特性、主要参数（2）理解二极管的特性及应用（3）会用万用表判别二极管的引脚和质量优劣（1）掌

34、握二极管的特性及应用（2）会用万用表判别二极管的引脚和质量优劣能对二极管的知识有所了解，培养学习二极管的兴趣，巩固所学的知识 教学重点1、二极管的特性；2、二极管的正向、反向特性；3、二极管的判断方法；教学难点1、二极管的特性2二极管引脚和质量优劣的判断方法；三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习

35、教学组织过程 1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容一、讲练结合，处理例题1、习题册 P4 例1-1通过分析此例题，强调需注意的事项2、习题册 P5 例1-3通过分析此例题，强调需注意的事项3、习题册 P5 例1-5通过分析此例题，强调需注意的事项4、习题册 P4 例1-7通过分析此例题，强调解题的步骤及方法二、习题处理1、习题册 P7 1.1 一、 判断题 二、填空题 三、选择题 2、思考题：电路中，3为理想二极管，、灯泡全同，则最亮的灯为哪个？ 通过练习，及

36、时发现学生中存在的问题，并及时进行处理，以引起学生的注意小结1、二极管的特性；2、二极管的正向、反向特性；3、二极管的判断方法；作业 P11 四、 1、 2、4、6 课后记 第2章 三极管及放大电路基础本章主要内容 本章重点讲述基本放大电路的组成原理和分析方法，分别由BJT和FET组成的三种组态基本放大电路的特点和应用场合。多级放大电路的耦合方式和分析方法。 首先介绍基本放大电路的组成原则。三极管的低频小信号模型。固定偏置共射放大电路的图解法和等效电路法静态和动态分析，最大不失真输出电压和波形失真分析。分压式偏置共射放大电路的分析以及稳定静态工作点的方法。共集和共基放大电路的分析，由BJT构成

37、的三种组态放大电路的特点和应用场合。然后介绍由FET构成的共源、共漏和共栅放大电路的静态和动态分析、特点和应用场合。最后介绍多级放大电路的两种耦合方式、直接耦合多级放大电路的静态偏置以及多级放大电路的静态和动态分析。通过习题课掌握放大电路的静态偏置方法和性能指标的分析计算方法。 授课时间： 备课时间： 授课时数：4 序号:8、9课题：2.1 三极管教学目标（1）了解三极管的伏安特性、主要参数（2）理解三极管的电流放大原理及三种工作状态（3）会用万用表判别三极管的引脚和质量优劣（1）掌握三极管的电流放大原理（2）会用万用表判别三极管的引脚和质量优劣能对三极管的知识有所了解，培养学习三极管的兴趣

38、教学重点1、三极管电流放大原理及其电流分配关系式；2、三极管的输入、输出特性；3、三极管三种工作状态的判断方法；教学难点1、三极管放大原理及电流分配关系式；2、三极管三种工作状态的判断方法；三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示半导体的奇妙特性以及PN结的单向导电性分析等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演示、同步练习教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从二极管的应用以及特点引入本讲

39、以教师讲授为主。用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。 3、新课内容 本讲以教师讲授为主。用多媒体演示三极管的结构、输入与输出特性以及温度对三极管特性的影响等，便于学生理解和掌握。三极管工作状态、电位和管型的判断方法可以启发讨论。2.1三极管三极管的结构与外形一、三极管的外形双极型晶体管BJT是通过一定的工艺，将两个PN结接合在一起而构成的器件，是放大电路的核心元件，它能控制能量的转换，将输入的任何微小变化不失真地放大输出，放大的对象是变化量。BJT常见外形有四种，分别应用于小功率、中功率或大功率，高频或低频等不同场合。二、三极管的结构与符号BJT

40、具有放大作用的内部条件和外部条件1）BJT的内部条件为：BJT有三个区（发射区、集电区和基区）、两个PN结（发射结和集电结）、三个电极（发射极、集电极和基极）组成；并且发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，基区厚度很小。2）BJT放大的外部条件为：发射结正偏，集电结反偏。三极管中的电流放大作用及电流分配关系一、放大的概念在电子电路中，放大的对象是变化量，常用的测试信号是正弦波。放大电路放大的本质是在输入信号的作用下，通过有源元件（BJT或FET）对直流电源的能量进行控制和转换，使负载从电源中获得输出信号的能量，比信号源向放大电路提供的能量大的多。因此，电子电路放大的基本特征是功率放大，表现为输出电

41、压大于输入电压，输出电流大于输入电流，或者二者兼而有之。在放大电路中必须存在能够控制能量的元件，即有源元件，如BJT和FET等。放大的前提是不失真，只有在不失真的情况下放大才有意义。二、三极管的电流放大作用三个重要的电流分配关系式：IEIBIC ICIBICEOIBICIEICBOIE三极管的特性曲线一、三极管在电路中的连接1、共发射极，特点，电压放大倍数大。2、共基极，特点，输入阻抗小，输出阻抗最大。3、共集电极，特点，高输入，低输出。二、共发射极输入特性曲线晶体管的输入特性和输出特性表明各电极之间电流与电压的关系。现以共射电路为例说明输入特性：iBf (uBE)VCE=常数 输入特性曲线分

42、为三个区：死区、非线性区和线性区。其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE1V时，特性曲线将会向右稍微移动一些。但vCE再增加时，曲线右移很不明显。曲线的右移是三极管内部反馈所致，右移不明显说明内部反馈很小。三、共发射极输出特性曲线：输出特性:iCf (uCE)iB =常数 ，它是以iB为参变量的一族特性曲线。对于其中某一条曲线，当vCE=0 V时，iC=0；当vCE微微增大时，iC主要由vCE决定；当vCE增加到使集电结反偏电压较大时，特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域(这与输入特性曲线随vCE增大而右移的原因是一致的)。因此，输出特性曲线可以分为三个区域：饱和区、截止

43、区和放大区。3）晶体管工作在三种不同工作区外部的条件和特点工作状态NPN型PNP型特点截止状态E结、C结均反偏VBVE、VBVCE结、C结均反偏VBVE、VBVCIC 0放大状态E结正偏、C结均反偏VC VB VEE结正偏、C结均反偏VC VB VEIC IB饱和状态E结、C结均正偏VB VE、VB VCE结、C结均正偏VB VE、VB VCV CEV CES三极管的使用常识一、三极管器件手册常识1、三极管型号命名国产三极管的型号命名由五部分组成，各部分的含义第一部分：用数字“3”表示主称和三极管。第二部分：用字母表示三极管的材料和极性。第三部分：用字母表示三极管的类别。第四部分：用数字表示同

44、一类型产品的序号。第五部分：用字母表示规格号2、常用三极管主要参数查阅1）电流放大系数共射交流电流放大系数： =IC/IB½ ，在放大区b 值基本不变。2）极间反向饱和电流ICBO和ICEO（1）集-基极间反向饱和电流 （2）集-射极间反向饱和电流3）极限参数和三极管的安全工作区（1）最大集电极电流ICM：当集电极电流增加时，就要下降，当值下降到线性放大区值的7030时，所对应的集电极电流称为最大集电极电流ICM。至于值下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的规定有所差别。可见，当ICICM时，并不表示三极管会损坏。 （2） 最大集电极耗散功率PCM：PCM = iCuCE 。对于确

45、定型号的晶体管，PCM是一个定值。当硅管的结温大于150、锗管的结温大于70时，管子的特性明显变坏，甚至烧坏。（3）极间反向击穿电压：晶体管某一级开路时，另外两个电极之间所允许加的最高反向电压，即为极间反向击穿电压，超过此值管子会发生击穿现象。极间反向电压有三种：UCBO、UCEO和UEBO。由于各击穿电压中UCEO值最小，选用时应使其大于放大电路的工作电源VCC。3、三极管引脚排列三极管引脚的排列方式具有一定的规律。对于国产小功率金属封装三极管，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为E、B、C；有管键的管子，从管键处按顺时针方向依次为E、B、C。对于国产中小功率塑封

46、三极管，使其平面朝外，半圆形朝内，三个引脚朝上放置，则从左到右依次为E、B、C。常用90119018、C1815系列三极管引脚排列，平面对着自己，引脚朝下，从左至右依次是E、C、B。二、小功率三极管的检测1、三极管基极和类型的判断（a）判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PNP型管；如果黑表笔接的

47、是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。(b)判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1K挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。 2、三极管引脚的判断和放大倍数估测测量放大能力()。目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座，可以很方便地测量三极管的放大倍数。先将万用表功能开关拨至?挡，量程开关拨到ADJ位置，把红、黑表笔短接，调整调零旋钮，

48、使万用表指针指示为零，然后将量程开关拨到hFE位置，并使两短接的表笔分开，把被测三极管插入测试插座，即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。另外：有此型号的中、小功率三极管，生产厂家直接在其管壳顶部标示出不同色点来表明管子的放大倍数值，其颜色和值的对应关系如表所示，但要注意，各厂家所用色标并不一定完全相同。3、三极管性能的简易判断三、三极管的选用1、三极管使用频率三极管的电流放大系数与工作频率有关，如果三极管超过了工作频率范围，则会造成放大能力降低甚至失去放大作用。三极管的频率特性参数包括特征频率fT和最高振荡频率fM。2、三极管工作的安全性三极管的安全工作区：由PCM、ICM和击穿电压V(B

49、R)CEO在输出特性曲线上可以确定四个区：过损耗区、过电流区、击穿区和安全工作区。使用时应保证三极管工作在安全区。小结1、三极管电流放大原理及其电流分配关系式；2、三极管的输入、输出特性；3、三极管三种工作状态的判断方法；作业 见相应章节的“习题指导”。课后记三极管电流放大原理及其电流分配关系式是本次课的重点，而且是以后学习放大电路的基础，所以因引起学生的重视。授课时间： 备课时间： 授课时数：2+2 序号:10、11课题：2.2三极管基本放大电路教学目标（1）理解基本共射放大电路的组成和各元件的作用（2）会调整放大电路的静态工作点（1）理解基本共射放大电路的组成和各元件的作用（2）会调整放大

50、电路的静态工作点学生能理解基本共射放大电路的组成和各元件的作用，进一步掌握分析三极管的方法本讲重点1、放大的本质；2、放大电路工作原理及静态工作点的作用；3、利用放大电路的组成原则判断放大电路能否正常工作；本讲难点1、放大电路静态工作点的设置方法；2、利用放大电路的组成原则判断放大电路能否正常工作；三、学习者特征分析 由于本班学生大部分基础较差，学习兴趣不高，针对于这种状态，学生学习本次课会困难较大，掌握重点、突破难点也会很困难，教师应做到心中有数。四、教学策略选择与设计 为了完成教学目标，本讲以教师讲授为主。用多媒体演示三极管放大电路等，便于学生理解和掌握。五、教学资源与工具设计 用多媒体演

51、示、同步练习教学组织过程1、组织教学 2、导入新课：从三极管的应用以及特点引入本讲。 3、新课内容本讲以教师讲授为主。用多媒体演示放大电路的组成原理、信号传输过程和设置合适Q点的必要性等，便于学生理解和掌握。判断放大电路能否正常工作举例可以启发讨论。第二讲 2.2三极管基本放大电路一、电路组成放大电路的组成原则1）为了使BJT工作于放大区、FET工作于恒流区,必须给放大电路设置合适的静态工作点，以保证放大电路不失真。2）在输入回路加入ui应能引起uBE的变化,从而引起iB和iC的变化。3）输出回路的接法应当使iC尽可能多地流到负载RL中去,或者说应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端。

52、二、元器件的作用（1）三极管T 起放大作用。晶体管V是放大电路的核心元件。利用晶体管在放大区的电流控制作用，即ic = ib的电流放大作用，将微弱的电信号进行放大。（2）集电极负载电阻RC 将变化的集电极电流转换为电压输出。 （3）基极电阻RB以保证工作在放大状态。改变RB使晶体管有合适的静态工作点。RB一般取几十千欧到几百千欧。（4）偏置电路VCC，Rb使三极管工作在放大区，VCC还为输出提供能量。集电极电源UCC是放大电路的能源，为输出信号提供能量，并保证发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，使晶体管工作在放大区。UCC取值一般为几伏到几十伏。 （5）耦合电容C1，C2输入电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。起隔直流通交流的作用。在信号频率范围内，认为容抗近似为零。所以分析电路时，在直流通路中电容视为开路，在交流通路中电容视为短路。C1、C2一般为十几微法到几十微法的有极性的电解电容。 静态工作点和放大原理一、设置合适的静态工作点对放大电路的基本要求一是不失真，二是能放大。只有保证在交流信号的整个周期内三极管均处于放大状态，输出信号才不会产生失真。故需要设置合适的静态工作点。Q点不仅电路是否会产生失真，而且影响放大电路几乎所有的动态参数。二、共射放大电路工作原理