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1、教 案（2015至2016学年 第_二 学期）课程名称_ 电子技术基础 授课班级 14机电大专(1)_ 授课老师 施 春 雨 任教系部 机电工程 江苏省通州中等专业学校江苏联院 通州分院课题名称任务一 半导体二极管的识别与检测知识点一 半导体基本知识授课课时2课时授课形式新授课教学目标一、知识与技能目标：掌握PN结的单向导电特性。二、过程与方法目标：引导式教学，教师要注意激发学生学习兴趣，引导学生积极思考、讨论，解决问题。应答性学习、自主学习。三、情感态度价值观目标：1. 激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度2. 培养学生的观察能力和理论联系实际的能力教学重点本征半导体，杂质半导体P
2、N结的单向导电特性。教学难点本征半导体，杂质半导体PN结的单向导电特性。教学方法讲解法、观察法、讲授法、分组讨论法教学资源准备基本教学用具教学情境创设更新、补充、删节的内容教学环节教学内容（知识或技能点）教师活动学生活动信息技术复习提问引入新课讲授新课课堂小结一、半导体及其特点 自然界的物质按其导电能力可分为导体、绝缘体和半导体三大类，半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体器件具有重量轻、体积小、耗电少、寿命长、工作可靠等突出优点，在电子技术中得到了广泛的应用。半导体的常用材料为锗、硅等，因其材料的敏感性，半导体的导电能力受外界条件的影响较大，具体特点如下： 1半导体的导电性能与温度有关
3、。 2半导体的导电性能与光照有关。 3在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。二、本征半导体 纯净的半导体称为本征半导体。 常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均为4价元素，最外层有4个电子。其晶体结构中，相邻两个原子的一对最外层电子（价电子）成为共用电子，形成共价键结构，如图1.1.1所示。在共价键结构中，价电子如果由于热运动（热激发）获得足够的能量，就会挣脱共价键的束缚变成为自由电子。与此同时，在共价键中留下一个空位置，称为空穴，半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发，如图1.1.2所示。三、杂质半导体1N型半导体 若在四价硅(或锗)晶体中
4、掺入少量的五价元素磷(P)，五价的磷原子在晶体中占据了原来硅原子的一个位置，如图1.1.3所示。在这种半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。2P型半导体 若在硅(或锗)晶体中掺入三价元素硼(B)，由于每个硼原子只有三个价电子，因而在构成共价键结构时，将因缺少一个价电子而形成一个空穴，如图1.1.4所示，这种半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。四、PN结1PN结的形成 一块半导体晶片两边经不同掺杂后分别形成P型和N型半导体，如图1.1.5(a)所示，由于P区空穴浓度大，而N区空穴浓度小，这样由于浓度差产生了扩散运动，因此空穴要从P区向N区扩散，N区的自由电子要向P区扩散
5、。这样，在P型半导体和N型半导体交界面的两侧就形成了一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结。如图1.1.5(b)所示。正负空间电荷在交界面形成一个内电场，它推动两个区域内的少数载流子越过空间电荷区，进人另一区域，如图1.1.6所示。这种少数载流子在内电场作用下的有规则运动称为漂移运动。2PN结的单向导电性(1) PN结加正向电压 所谓PN结加正向电压，是指外电源的正极接PN结的P区，外电源的负极接PN结的N区，如图1.1.7(a)所示。由图可知，外电场将削弱内电场的作用，从而使得多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。(2) PN结加反向电压 PN结加反向电压，即外电源的正端接N区
6、，负端接P区，如图1.1.7(b)所示。此时内电场增强，多数载流子的扩散运动减弱，少数载流子的漂移运动加强，在电路中形成了反向电流。但由于少数载流子的数量很少，因此反向电流不大。课堂小结组织教学，创设情境引入新课。分析讲解，运用引导启发式教学模式，激发学生思考。分析讲解，引导学生总结。分析讲解引导学生思考，并总结。教师和学生一起总结本节课的知识点，巩固本节课所学知识。思考分析、回答提问，复习旧知识。认真听讲，分析思考，讨论 认真听讲思考、小组讨论总结梳理本节课知识点。课外作业P26 一判断题板书设计一、半导体及其特点二、本征半导体 纯净的半导体称为本征半导体。 常用的半导体材料硅（Si）和锗（
7、Ge）均为4价元素，最外层有4个电子。三、杂质半导体1N型半导体 若在四价硅(或锗)晶体中掺入少量的五价元素磷(P)，五价的磷原子在晶体中占据了原来硅原子的一个位置。在这种半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴是少数载流子。2P型半导体 若在硅(或锗)晶体中掺入三价元素硼(B)，由于每个硼原子只有三个价电子，因而在构成共价键结构时，将因缺少一个价电子而形成一个空穴，这种半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。四、PN结1PN结的形成2PN结的单向导电性(1) PN结加正向电压 所谓PN结加正向电压，是指外电源的正极接PN结的P区，外电源的负极接PN结的N区，如图1.1.7(a)所示。由
8、图可知，外电场将削弱内电场的作用，从而使得多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。(2) PN结加反向电压PN结加反向电压，即外电源的正端接N区，负端接P区，如图1.1.7(b)所示。此时内电场增强，多数载流子的扩散运动减弱，少数载流子的漂移运动加强，在电路中形成了反向电流。但由于少数载流子的数量很少，因此反向电流不大。教学反思年 月 日实际上课时间 班第 周( 月 日,星期 )第 节课 班第 周( 月 日,星期 )第 节课 班第 周( 月 日,星期 )第 节课课题名称知识点二 半导体二极管、稳压二极管、发光二极管授课课时2课时授课形式新授课教学目标一、知识与技能目标：掌握二极管的符
9、号、伏安特性及稳压二极管工作特性。会分析二极管应用电路。学会二极管型号的识别和极性的外观识别。学会使用万用表测试二极管的极性和二极管的好坏。二、过程与方法目标：引导式教学，教师要注意激发学生学习兴趣，引导学生积极思考、讨论，解决问题。应答性学习、自主学习。三、情感态度价值观目标：1. 激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度2. 培养学生的观察能力和理论联系实际的能力教学重点伏安特性万用表测试二极管的极性和二极管的好坏教学难点伏安特性万用表测试二极管的极性和二极管的好坏教学方法讲解法、观察法、讲授法、分组讨论法教学资源准备基本教学用具教学情境创设更新、补充、删节的内容无教学环节教学内容（
10、知识或技能点）教师活动学生活动信息技术复习提问引入新课讲授新课课堂小结一、 二极管的结构、符号和类型1二极管的结构 半导体二极管是由一个PN结加上电极和外引线，再用外壳封装而成的。从P区引出的电极为二极管阳极（正极）；从N区引出的电极为二极管的阴极（负极）,如下图(a)所示。2二极管的符号 二极管在电路中的符号如图(b)所示，图中箭头方向为二极管单向导电时的电流方向。二、 二极管的伏安特性 半导体二极管本质上是一个PN结，因此，它具有单向导电性，这一单向导电性可用伏安特性表达出来。图1.1.9为二极管的伏安特性曲线。通常硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V。二极管一旦导通后，它两端的电
11、压近似为一常数。对硅管，此值约为0.60.7V；对锗管，约为0.20.3V。 在反向特性区，由于少数载流子的漂移运动，形成很小的反向饱和电流IS。 当反向电压增加到某一值U(BR)时，反向电流将突然增大，二极管的单向导电性被破坏，这种现象称为击穿。三、二极管的主要参数 1最大整流电流IFM 2最大反向工作电压URM 3反向电流IR四、二极管的应用举例 例1.1.1 二极管的整流作用。例1.1.2 二极管的钳位与隔离作用。五、稳压二极管稳压二极管也称为齐纳二极管，是一种特殊的面接触型半导体二极管，它的外形与普通二极管相似。因其工作在反向击穿区，在电路中能起稳定电压的作用，故称为稳压管。六、发光二
12、极管发光二极管是一种将电信号转换成光信号的发光半导体器件，简写为LED。当外加正向电压时，PN结两边的多子扩散到对方，并与对方的多子复合。电子和空穴复合时会释放出能量，产生出光子，使二极管发出一定颜色的光。七二极管的检测1二极管器件型号的识别半导体器件型号主要由五部分组成，第一部分表示电极数，第二部分表示材料和极性，第三部分表示类别，第四部分表示序号，第五部分表示规格号，附录给出半导体分立器件的型号，可供参考。2.极性的外观识别 普通二极管外壳上一般标有极性，如用箭头、色点、色环或管脚长短等形式做标记。箭头所指方向或靠近色环的一端为阴极，有色点或长管脚为阳极。若标识不清时，可用万用表进行判别。3.用万用表测试二极管的极性 半导体二极管内部实质上是一个PN结，当外加正向电压时，二极管导通，呈现低电阻；当外加反向电压时，二极管截止，呈现高电阻。对此，可采用万用表的电阻挡判别二极管的极性及其质量的好坏。图1.1.15为采用普通指针式万用表的面板示意图及其“”挡简化等效电路。4.判断二极管的好坏两表笔正反向测量表针均不动，二极管开路。两表笔正反向测量阻值均很小或为0，二极管短路。正向测量表针指示10k左右，反向测量表针指示值变较小，二极管反向漏电流大，不宜使用。课堂小结组织教学，创设情境引入新课。分析讲
