1、武汉市东阳信息技术有限公司教 案（20082009 学年第一学期）课 程 模拟电子技术基础 教 材 模拟电子技术基础（第四版）教 师 段付良 审 批 2009 年 8 月 30 日课程 模拟电子技术 章节 11 节 教师 审批课题 半导体的基本知识 课时 2授课日期 授课班级教学目的与要求1、掌握本征半导体的导电特性。2、掌握 N 型半导体和 P 型半导体的特性。3、掌握 PN 结及其单向导电性。重点 本征半导体的导电特性。难点 N 型半导体和 P 型半导体的特性。授课类型 讲练教 具 多媒体作 业 教材 38 页第 1.1，1.2 题教学进程和时间分配表序号 教 学 内 容 时间分配1 对电
2、子学课程作简单介绍，教给学生正确的学习方法。 52 让学生对半导体的基本知识部分内容进行预习。 153 自然界物质的分类。 10 讲授4 本征半导体的导电特性。 15 讲授5 N 型半导体的特性。 10 讲授6 P 型半导体的特性。 10 讲授7 PN 结及其单向导电性。 10 讲授8 课堂练习。 15教学内容：一、电子技术的应用。工业控制、信号检测、家用电器、汽车电子、天然气加气机控制器等。二、半导体的导电特性。导电能力的分类：导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝
3、缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体的物质特点：半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。热敏性和光敏性和压敏性：当受外界热和光或压力的作用时，它的导电能力明显变化。三、N 型和 P 型半导体及 PN 结。本征半导体中电流由两部分组成：a. 自由电子移动产生的电流；b. 空穴移动产生的电流。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。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（
4、电子半导体） 。P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体） 。PN 结的形成在同一片半导体基片上，分别制造 P 型半导体和 N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了 PN 结。PN 结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）电源正极接 P 区，负极接 N 区 (2)加反向电压（反偏）电源正极接 N 区，负极接 P 区 结论：PN 结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻， PN 结导通；PN 结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， PN 结截止。由此可以得出结论：PN 结具有单向导电性。四、课堂训练。、是非题1. 只有单晶硅或锗才能制作
5、半导体器件。 ( )2. 在硅或锗晶体中掺入五价元素形成 P 型半导体。 （ ）3. 在硅或锗晶体中掺入三价元素形成 N 型半导体。 （ ）4. PN 结正向偏置时电阻小，反向偏置时电阻大。 （ ）5. PN 结正向偏置时导通，反向偏置时截止。 （ ）6. PN 结反向偏置时，反向电流随反向电压增大而增大。 （ ）、 选择题1. 半导体中传导电流的载流子是( )。A.电子 B.空穴 C.电子和空穴2. P 型半导体是（ ） 。A.纯净半导体 B.掺杂半导体 C.带正电的3. PN 结形成以后，它的最大特点是具有（ ） 。A.导电性 B.绝缘性 C.单向导电性五、课堂训练答案。、1.错 2.错
6、3.错 4.对 5.对 6.错、1.C 2.B 3.C课程 模拟电子技术 章节 1.2；1.3 教师 审批课题 半导体二极管 课时 2 学时授课日期 授课班级教学目的与要求1. 了解二极管的结构、符号及分类。2. 理解二极管的伏安特性。3. 掌握二极管的主要参数。4. 掌握特殊类二极管的作用、参数与应用。重点1二极管的符号、特性及参数2特殊二极管的作用与应用。难点 二极管伏安特性的理解授课类型教 具 多媒体作 业 教材 38 页第 1.3,1.5,1.6 题；1.24-1.31教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）序号 教 学 内 容 时间分配 授课类型1 复习提问与新课引入 5 提
7、问2 二极管的结构、符号、分类 15 讲授3 二极管伏安特性分析 20 讲授4 二极管的主要参数 15 讲授5 稳压二极管的基本知识及应用 10 讲授6 光电二极管的基本知识及应用 7 讲授7 发光二极管的基本知识及应用 8 讲授8 课堂练习。 10教学内容：一、 复习提问1. 什么是半导体，半导体有何特性？2. P 型半导体和 N 型半导体它们具有什么特点？3. 什么是 PN 结，它具有什么特性？二、 新课引入两侧引出电极PN 结 形成二极管加以封装二极管具有 PN 结的特性三、 新课讲述1 二极管符号、分类、伏安特性a. 二极管的符号正极（阴极） 负极（阴极）b. 二极管的分类硅管 特点：
8、热稳定性好（1）按材料 锗管 特点：正向压降小点接触 特点：工作高频小电流状态（2）按接触面： 例：混频管、检波管面接触 特点：工作于低频大电流状态例：整流管、箝位管、极性保护2二极管伏安特性分析重点：二极管的电流随电压变化的关系。（1） 基本概念：伏安特性、阈值电压（门坎电压） 、正向压降、反向击穿、反向饱和电流（2） 正向特性正向死区，即“OA”段分析：正向电压很小，正向电流几乎为零。说明：硅管死区电压 0.5V；锗管死区电压 0.1V正向导通区，即“AB”段分析：UdUth iD 随 Ud增大而增大；iD 较大时，UD 保持不变；说明：硅管正向导通电压 0.7V；锗管正向导通电压 0.3
9、V（3） 反向特性反向截止区，即“OC”段分析：反向电流很小，不随反向电压变化反向电流大小与温度有关反向击穿区，即“CD”段分析：iD 急剧增加， uD 等于 uBR保持不变。3二极管主要参数a.最大整流电流 IF反映：安全程度b.最大反向工作电压 URMc.反正电流 IRM 反映：热稳定性4特殊类二极管a.稳压管（1）电路符号 或（2）作用：稳压（3）工作状态：反向击穿反向击穿曲线陡峭（4）稳压管伏安特性 反向击穿是可逆的（PN 结可恢复）小结：具有稳压特点。(5)主要参数稳定电压 UZ 说明：稳压管反向击穿时，稳压管两端的电压。稳定电流 IZ动态电阻 RZ 反映：热稳定性。（6）稳压管的应
10、用实例R 为限流电阻，作用：限流、调压。UOUZ，因 UZ稳定，所以 UO亦稳定。c. 光电二极管（1） 电路符号 （2） 作用：光 电转换（3） 工作状态：反向截止（4） 原理：光照 PN 结 激发空穴电子对 少子浓度增加当光照强度发生变化时，漂移电流发生变化 形成漂移电流（5） 应用：.光功率控制 例：VCD 中的 APC 电路光电转换 例：红外线接收光电控制 例：光电开关d.发光二极管 LED（1）电路符号 （2）作用：电光转换（3）工作状态：正向导通（4）原理：扩散 多子复合 释放能量 光子（5）应用： 电源或信号指示 例：仪表仪器电源指示灯UIR+ +Uz RL Uo_ _ 构成显示
11、器件 例：OLED 显示屏，半导体数码管四、课堂训练。、是非题1二极管中硅管的热稳定性比锗管好。 （ ）2整流二极管属于点接触型二极管，混频管属于面接触型二极管。 （ ）3二极管伏安特性曲线反映的是二极管中流过的电流与两端电压之间的关系。 （ ）4当二极管反向击穿，二极管中流过的电流急剧上升，而两端电压基本保持不变。（）5发光二极管作用是电能转换成光能，与光电二极管的作用相反。、 选择题1稳压二极管工作在（ ）状态。A 正向导通 B 正向死区 C 反向截止 D 反向击穿2硅管正向导通电压是（ ） 。A 0.1 B 0.3 C 0.5 D 0.7五、课堂训练答案。、是非题对，错，对，对、 选择题
12、D，D课程 模拟电子技术 章节 1.4 教师 审批课题 半导体三极管 课时 4 学时授课日期 授课班级教学目的与要求1、了解三极管的结构；2、掌握 NPN 和 PNP 型的共性和区别；3、会书写三极管的电气符号；4、掌握放大原理；5、了解特性曲线和参数重点 放大原理难点 三极管的特性曲线和参数授课类型 讲述教 具 多媒体作 业 教材 38 页第 1.7-1.12；1.15教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容）序号 教 学 内 容 时间分配 授课类型1 复习提问与新课引入 5 提问2 三极管的结构、符号、分类 15 讲授3 三极管的电流放大原理 20 讲授4 三极管的特性曲线 25 讲
13、授5 三极管的参数 10 讲授6 三极管基本知识及应用 10 讲授7 课堂练习。 35 练习8 习题讲解 40 讲述教学内容：一、 三极管的基本结构和符号二、 三极管的电流放大原理IE=IB+IC； iC iB， iC与 iB成正比关系，因为三极管的内部结构定型，所以， 也一定。三、 三极管的特性曲线1、 三种组态：2、 共射极特性曲线共射极电路应用最广，所以重点介绍。3、 三极管共射电路工作状态四、三极管共射电路工作状态放大区：发射结正偏，集电结反偏。特点： iC iB， iC和 iB成正比；截止区：发射结反偏，集电结反偏。特点： iC iB=0饱和区：发射结正偏，集电结正偏。特点： iC和
14、 iB不成比例。五、三极管的主要参数电流放大系数：集电极反向饱和电流和穿透电流 ICBO：当发射极开路时，集电极、基极之间加一定反向电压时的反向电流称集电极反向饱和电流；穿透电流：I CEO当基极开路，集电极、发射极之间加上一定电压时，集电极电流从集电区到发射区，成为穿透电流。集电极最大允许电流 ICM集电极最大允许耗散功率功率 PCM反向击穿电压 U（BR）CEO六、练习1、已测得两只三极管得各极对地电压值为 U1,U2,U3，已知其工作在放大区，试判断其为硅管还是锗管？NPN 型还是 PNP 型？并确定 E、B、C 三极。U1=5.2V,U2=5.4V,U3=1.4VU1=-2V,U2=-
15、4.5V,U3=-5.2V解：为 PNP 型锗管，U1,U2,U3 分别对应 B、E、C为 NPN 型硅管，U1,U2,U3 分别对应 C、B、E2、已测得电路中几只三极管对地电压值如图，已知这些三极管有好有坏，试判断其好坏，若好则指出其工作状态，若坏则指出损坏类型（击穿、开路）解：A 放大，B 饱和，C 截止,D 损坏，BE 间开路E 损坏，BE 间击穿或外部短路，F 饱和，G 放大，H 截止课程 模拟电子技术 章节 15 节 教师 审批课题 场效应管 课时 2授课日期 授课班级教学目的与要求1、了解场效应管的作用；2、了解场效应管的结构和特点；3、了解场效应管的分类和各类型的工作原理。重点
16、 场效应管的结构和特点难点 场效应管的工作原理授课类型 讲述与图片展示教 具作 业 38 页 1.13-1.14；1.18教学进程和时间分配表序号 教 学 内 容 时间分配1 回顾 5 提问2 介绍场效应管的作用与特点 10 讲述3 结型场效应管的的结构和工作原理 15 讲述4 了解场效应管得特性曲线 15 讲述5 了解场效应管的参数 10 讲述6 了解场效应管得使用常识 10 讲述7 练习 10 训练8 练习讲解 15 讲述教学内容：一、 场效应管的功能：靠输入电压的变化来控制输出电流的变化。二、 分类：按结构，分为结型场效应管和绝缘栅场效应管（重点） ；按导电沟道不同，分为 N 沟道和 P
17、 沟道场效应管三、 绝缘栅型场效应管的结构和工作原理在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处与截止状态（左图） 。当有一个正电压加在 N 沟道的 MOS 场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时 N 型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个 N 沟道之间的 P 型半导体中（右图） ，从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想像为两个 N 型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。四、 转移特性五、 输出特性六、 主要参数夹断电压 Up饱和漏极电流 Id
18、ss漏、源击穿电压 U(BR)DS直流输入电阻 Rgs七、 场效应管地使用知识 由于场效应管是电压控制器件，所以可以用于只允许从信号源取极小电流的场合； 用于低噪声放大器的前级； 场效应管利用多数载流子导电，所以在温度、核辐射等外界条件变化比较大地情况下，宜选用场效应管； 在要求高输入阻抗地场合，宜选用场效应管；八、 练习已知场效应管的专业特性和输出特性，如图示，试判断场效应管的类型，并指出其UGS答案：A 为耗尽型 NMOS，U GS（off） =-3VB 为耗尽型 PMOS，U GS（off） =4VC 为耗尽型 NMOS，U GS（off） =-4.5VD 为增强型 PMOS，U GS（
19、off） =-3V课程 模拟电子技术 章节 16 节 教师 审批课题 晶闸管 课时 2授课日期 授课班级教学目的与要求1、 了解普通晶闸管的结构；2、 掌握晶闸管的工作原理；3、 了解晶闸管的伏安特性和主要参数；4、 简单了解双向晶闸管和单结晶体管。重点 晶闸管的工作原理难点 晶闸管的伏安特性授课类型 讲述教 具作 业 1.19-1.23，1.32教学进程和时间分配表序号 教 学 内 容 时间分配1 回顾 5 提问2 介绍晶闸管的作用 10 讲述3 普通晶闸管的结构和工作原理 25 讲述4 晶闸管的参数 15 讲述5 练习 15 训练6 练习讲解 10 讲述教学内容：一、 晶闸管的主要作用：可控整流、逆变、变频、交流调压、无触头开关二、 普通晶闸管的结构晶闸管有三个电极：阳极 A、阴极 K、控制极 G。三、 晶闸管的工作原理1、 反向阻断2、 正向阻断3、 导通与控制极的控制4、 导通后的关闭四、 晶闸管的伏安特性1、 反向特性2、 正向特性五、 主要参数1、正向平均电流 IT2、正向阻断峰值电压 UDRM3、反向阻断峰值电压 URRM4、控制极触发电压 UGT5、控制极触发电流 IGT6、维持电流 IH7、正向平均压降 UT8、导通时间 Ton9、关断时间 Toff六、练习1、简述单向晶闸管导通和截止条件；2、阐述晶闸管的伏安特性。
