模拟电子技术基础教案全套教案130页

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1、云南民族大学教案云南民族大学教案课程名称: 模拟电子技术基础 授课班级: 12 级电子信息类 1 班、12 级电子信息类 2 班、12 级网络 工程班、12 级电气类 1 班、12 级电气类 2 班 任课教师: 王 霞 职 称: 助 教 课程性质: 专 业 必 修 课 授课学期: 2013-2014 学年第一学期 1云 南 民 族 大 学 教 案一、讲授章节名称：第一章、半导体器件1.1半导体的特性二、本章节授课时间：第一周的周二 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名： 王霞 职称：助教四、本章节教学目标和教学要求： 1、使同学了解学习模拟电路的重要性；2、掌握半导体导电的机理

2、 。 五、教学重点、难点： 1、本征半导体的特性；2、杂质半导体导电特性；3、多子和少子的概念。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法教学手段：黑板板书和多媒体教学相结合，以教师讲授为主，结合学生的课堂练习和讨论。七、布置的作业及复习思考题： 本次课无作业。八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。 2主要参考书： 1 童诗白, 华成英主编. 模拟电子技术基础(第 4 版) . 北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编. 模拟电子技术基础(电

3、类). 长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1、学习、学习模拟电路基础模拟电路基础课程的目标：课程的目标： （1）掌握模拟电子技术的基本概念，基本原理和基本分析方法。 （2）初步学习从实际电路上升为“模型电路”的方法。（3）为后续课程打下基础。（4）培养学生分析问题和解决问题的能力。总之，是理工科电类专业学生的培养过程中最主要的课程之一。总之，是理工科电类专业学生的培养过程中最主要的课程之一。 2、课程特点：、课程特点： （1）内容更接近工程实际。 （2）发展十分迅速的课程。（3）实践性很强的课程所以，模拟技术电子基础是研究实际电子元器件的性能，研究由实际电子元器 件组

4、成的实际电路的分析方法和电路设计基础。模拟电路是一门工程型、技术型、 实用型课程。 3、学习方法、学习方法 （1）牢固地掌握基本概念、基本理论和基本分析方法。 （2）从实际出放，抓主要矛盾，简化问题，灵活使用基本分析方法解决问题。 （3）学习模拟电子技术基础的目的是为了指导实际。第一章第一章 半导体器件半导体器件 1.1 半导体的特性半导体的特性 复习原子结构知识。半导体的定义 1.1.1 本征半导体一、本征半导体的结构特点 本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。二、本征半导体的导电机理 1.载流子、自由电子和空穴 2.本征半

5、导体的导电机理 本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。在其它力的作用 下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移4相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。 三、本征半导体中电流由两部分组成： 1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流。四、半导体与金属导体导电原理的区别： 导体：载流子自由电子 半导体：载流子自由电子和空穴 温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半 导体性能的一个重要的外部因素。1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。 其原因是掺

6、杂半导体的某种载流子浓度大大增加。 1、N 型半导体(Negative)：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为电子型半 导体。 2、P 型半导体(Positive)：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为空穴型半导体。3、杂质半导体中多子和少子数量的决定因素，多子和少子数量比较。提问：1，一块孤立的半导体不管是本征半导体、N 型半导体或 P 型半导体将它们用导 线连接成回路，回路中有电流吗？ 【教学方法教学方法】 本课程的导入好坏对同学能否下决心学好起了一定的作用，磨刀不误砍柴功， 花一点时间，对同学们学习本门课程提出要求，介绍学习方法，帮助同学克服畏 惧心理，学好本课程。 用简洁，同学们易

7、懂的语言，不惜时间讲清楚半导体内部导电的物理概念。特 别是与外部特性有关的内部导电机理。 【课堂小结课堂小结】 本课主要讨论了本征半导体的特性，杂质半导体导电特性以及多子和少子的 概念。本节中的有关概念： 本征半导体、杂质半导体 自由电子、空穴 N 型半导体、P 型半导体 多数载流子、少数载流子 施主原子、受主原子 【课堂讨论课堂讨论】 为什么杂质半导体中多子多之又多？少子少之又少？5云 南 民 族 大 学 教 案一、讲授章节名称：第一章、半导体器件1.2半导体二极管二、本章节授课时间：第一周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名： 王霞 职称：助教四、本章节教学目标和教

8、学要求： 1、熟练掌握 PN 结的单向导电性，二极管的伏安特性； 2、掌握二极管的主要参数，稳压二极管的性能和稳压原理。 五、教学重点、难点： 1、PN 结的单向导电性； 2、二极管的伏安特性； 3、稳压二极管的性能和稳压原理。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法教学手段：多媒体与黑板板书相结合七、布置的作业及复习思考题： P34-38：习题与思考题 1-7、1-8八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。 主要参考书： 61 童诗白, 华成英主

9、编. 模拟电子技术基础(第 4 版) . 北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编. 模拟电子技术基础(电类). 长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1.2 半导体二极管半导体二极管 1.2.1 PN 结及其单向导电性结及其单向导电性 1.PN 结中载流子的运动结中载流子的运动 2. PN 结的单向导电性结的单向导电性 加正向电压加正向电压 加反向电压加反向电压8PN 结处于正向导通(on)状态，正向等效电阻较小。反向电流非常小，PN 结处于截止(cut-off)状态。 结论：结论：PN 结具有单向导电性：正向导通，反向截止结具有单向导电性：正向导通，反向截止。

10、1.2.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性1.二极管的结构二极管的结构2.二极管的类型二极管的类型3.二极管的伏安特性二极管的伏安特性9（1）正向特性（2）反向特性1.2.3 二极管的主要参数二极管的主要参数 1.最大整流电流 IF 2.最高反向工作电压 UR 3.反向电流 IR 4.最高工作频率 fM 5.势垒电容 Cb 6.扩散电容 Cd 二极管单向导电举例二极管单向导电举例 1 1.2.4 稳压管稳压管1.PN 结反向击穿机理解释2.稳压管的主要参数3.稳压管的稳压原理（1）稳压管必须工作在反向击穿区）稳压管必须工作在反向击穿区 （2）稳压管应与负载）稳压管应与负载 RL 并联，并联，

11、 （3）必须限制流过稳压管的电流）必须限制流过稳压管的电流 IZ4.举例说明如何选择限流电阻 R补充内容：补充内容：二极管的等效电路（或称为等效模型）二极管的等效电路（或称为等效模型）1）理想模型：即正向偏置时管压降为 0，导通电阻为 0；反向偏置时，电流10为 0，电阻为。适用于信号电压远大于二极管压降时的近似分析。2）简化电路模型：是根据二极管伏安特性曲线近似建立的模型，它用两段直线逼近伏安特性，即正向导通时压降为一个常量 Uon；截止时反向电流为 0。3）小信号电路模型：即在微小变化范围内，将二极管近似看成线性器件而将它等效为一个动态电阻 rD 。这种模型仅限于用来计算叠加在直流工作点

12、Q 上的微小电压或电流变化时的响应。【教学方法教学方法】 利用 PPt 的图形显示，设计一些动画图形讲解 PN 结的单向导电原理。 用举例方法介绍二极管单向导电，稳压管的典型应用。 【课堂小结课堂小结】 本节讲解了 PN 结的单向导电性，二极管的伏安特性， 稳压二极管的性能和 稳压原理； 【课堂讨论课堂讨论】 有两个稳压管 VD1 和 VD2 ，它们的稳压值为 UZ1=6V，UZ2=8V，正向导通 压降均为 UD =0.6V，将它们串联可得到几种稳压值。11云 南 民 族 大 学 教 案一、讲授章节名称：第一章、半导体器件1.3 双极结型三极管二、本章节授课时间：第二周的周二 12 节 授课学

13、时：2 学时 三、本章节授课教师姓名： 王霞 职称：助教四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握三极管的结构，三极管内部载流子的运动和电流分配关系。 2、熟练掌握三极管的特性曲线和三极管的主要参数。五、教学重点、难点：1、三极管内部载流子的运动和电流分配关系；2、三极管的特性曲线。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法教学手段：多媒体与黑板板书相结合七、布置的作业及复习思考题： P34-38：习题与思考题 1-9、1-13、1-14、1-15八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社

14、，2006 年 5 月第 3 版。 主要参考书： 1 童诗白, 华成英主编. 模拟电子技术基础(第 4 版) . 北京：高等教育出版社,122006.2 罗桂娥主编. 模拟电子技术基础(电类). 长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1.3 双极结型三极管双极结型三极管 1.3.1 三极管的结构三极管的结构1.3.2 三极管中载流子的运动和电流分配关系三极管中载流子的运动和电流分配关系三极管内部载流子的运动过程： 1.发射发射 13在发射结正偏电压作用下，发射区大量电子向基区发射。 2. 复合和扩散复合和扩散 电子在基区中边扩散边复合，因基区掺杂浓度近少，被复合的电子很少

15、，绝大 部分扩散到集电极边缘。 3.收集收集 在集电极反偏压作用下，将扩散过来的电子收集到集电极，成为集电极电流的 主要部分。 同时形成反向饱和电流 ICBO 。1.3.3 三极管的特性曲线三极管的特性曲线 1. 输入特性输入特性常数 CEuBEBufi2. 输出特性输出特性 常数 BiCECufi(1) 截止区：IB 0 的区域，IC 0 ，发射结和集电结都反偏。14(2) 放大区： 发射结正偏、集电结反偏 IC =IB (3) 饱和区： 发射结和集电结都正偏，UCE较小，IC 基本不随 IB 而变化。当 UCE =UBE 时， 为临界饱和；当 UCE fL1，fH180丙类（C） ，导通角2 时 RUVIIBECC REFC1 22. 比例电流源比例电流源1 21 2CCIRRI3. 微电流源微电流源60【教学方法】 用引入法的教学方法：首先提出集成运放对偏置电路的特殊要求，再讨论基 本镜像电流源如何从单级放大器改进获得，基本镜像电流源的基本特性恰好能满 足集成运放对偏置电路的特殊要求。提高同学们解决问题的能力。 【课堂小结