二極管及其應用

1、電子技術基礎與技能專 業(yè)：電力專業(yè)任課教師：孟 秀 玲授課班級：11電力11機電 第一部分 模擬電子技術與技能第1章 二極管及其應用本章主要內容本章重點講述半導體器件的結構原理、伏安特性、主要參數及其物理意義，工作狀態(tài)或工作區(qū)的分析。首先介紹構成PN結的半導體材料、PN結的形成及其特點,然后介紹二極管的伏安特性、主要參數以及應用舉例。授課時間： 備課時間： 授課時數：2 序號：1課題：1.1 二極管一、教學目標分析（1）知道半導體的奇妙特性（2）理解雜質半導體的定義及種類（3）理解PN結的單向導電性分析通過本次課的教學，教會學生分析半導體特性及分析PN結的單向導電性的能力通過本次課的學習，培養(yǎng)

2、學生對電子課的興趣，從而使其能學的更好、更扎實二、教學重點1、半導體的奇妙特性2、PN結的單向導電性分析教學難點1、雜質半導體的定義及種類2、PN結的單相導電性分析三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習六、教學組織過程 1、組織教學 2、導入新課：從學生的具體情況以及電子的應用引入本次課，以引起學

3、生的興趣 3、新課內容半根據物體的導電能力的不同，電工材料可分為三類：導體、半導體和絕緣體。半導體可以定義為導電性能介于導體和絕緣體之間的電工材料，半導體的電阻率為10-310-9 W·cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等，半導體的導電能力在不同的條件下有很大的差別。一、對溫度反應靈敏 當溫度升高，半導體的導電能力顯著提高， 當溫度下降時，半導體的導電能力顯著下降，如利用半導體的電阻率與溫度的關系可制成自動控制用的熱敏元件如熱敏電阻。二、對光照反應靈敏利用它的光敏特性可制成自動控制用的光敏元件，像光電池、光電管和光敏電阻等。 三、參入雜質后會改善導電性在形成晶體結構

4、的半導體中，人為地摻入特定的雜質元素，導電性能具有可控性。往純凈的半導體中摻入某些特定的雜質元素時，會使它的導電能力具有可控性；這些特殊的性質決定了半導體可以制成各種器件。1、本征半導體本征半導體是純凈的、沒有結構缺陷的半導體單晶。制造半導體器件的半導體材料的純度要達到99.9999999%，常稱為“九個9”，它在物理結構上為共價鍵、呈單晶體形態(tài)。在熱力學溫度零度和沒有外界激發(fā)時,本征半導體不導電。2、雜質半導體摻入雜質的本征半導體稱為雜質半導體。雜質半導體是半導體器件的基本材料。在本征半導體中摻入五價元素（如磷），就形成N型（電子型）半導體；摻入三價元素（如硼、鎵、銦等）就形成P型（空穴型）

5、半導體。雜質半導體的導電性能與其摻雜濃度和溫度有關，摻雜濃度越大、溫度越高，其導電能力越強。在N型半導體中，電子是多數載流子，空穴是少數載流子。多子（自由電子）的數量正離子數少子（空穴）的數量在P型半導體中，空穴是多數載流子，電子是少數載流子。多子（空穴）的數量負離子數少子（自由電子）的數半導體中的載流子有兩種有序運動：載流子在濃度差作用下的擴散運動和電場作用下的漂移運動。同一塊半導體單晶上形成P型和N型半導體區(qū)域，在這兩個區(qū)域的交界處，當多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平衡時，空間電荷區(qū)（亦稱為耗盡層或勢壘區(qū)）的寬度基本上穩(wěn)定下來，PN結就形成了。當P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位時，稱為加正向電壓（或稱

6、為正向偏置），此時，PN結導通，呈現低電阻，流過mA級電流，相當于開關閉合；當N區(qū)的電位高于P區(qū)的電位時，稱為加反向電壓（或稱為反向偏置），此時，PN結截止，呈現高電阻，流過A級電流，相當于開關斷開。PN結是半導體的基本結構單元，其基本特性是單向導電性：即當外加電壓極性不同時，PN結表現出截然不同的導電性能。PN結加正向電壓時，呈現低電阻，具有較大的正向擴散電流；PN結加反向電壓時，呈現高電阻，具有很小的反向漂移電流。這正是PN結具有單向導電性的具體表現。七、小結（1）半導體的奇妙特性（2）雜質半導體的定義及種類（3）PN結的單向導電性分析八、作業(yè) 1、什么叫半導體？有哪些特性？ 2、什么叫P

7、N結？有什么特性？九、教學反思由于本次課是電子技術基礎課的入門課，為了使學生能引起學習的興趣，所以，本次課我采取了多結合學生的實際情況，多舉實例進行講解。授課時間： 備課時間： 授課時數：2+2 序號：2課題：1.1 二極管一、教學目標分析（1）二極管的單向導電性、主要參數及伏安特性（2）會用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣（1）教會學生分析二極管的伏安特性、單向導電性的能力（2）會用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣培養(yǎng)學生對電子課的興趣二、教學重點1、二極管的伏安特性、單向導電性2、用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣教學難點1、二極管的伏安特性、單向導電性2、二極管在電路中導通與否的判斷方法，3、

8、用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習六、教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容一、二極管的結構PN結上加上引線和封裝，

9、就成為一個二極管。二極管按結構分為點接觸型、面接觸型和平面型三大類。點接觸型二極管PN結面積小，結電容小，常用于檢波和變頻等高頻電路。面接觸型二極管PN結面積大，結電容大，用于工頻大電流整流電路。平面型二極管PN結面積可大可小，PN結面積大的，主要用于功率整流；結面積小的可作為數字脈沖電路中的開關管。二、二極管的圖形符號 VD 陽極 陰極一、二極管的單向導電性二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。1、正向特性在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱

10、為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。2、反向特性在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大

11、，二極管將失去單方向導電特性，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。二、二極管的特性曲線半導體二極管的伏安特性曲線下圖所示，處于第一象限的是正向伏安特性曲線，處于第三象限的是反向伏安特性曲線。1、正向特性當V0，即處于正向特性區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：（1）當0VUon時，正向電流為零，Uon稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。（2）當VUon時，開始出現正向電流，并按指數規(guī)律增長。2、反向特性：當V0時，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個區(qū)域：（1）當VBRV0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流IS。（2）當VVBR時，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。從擊穿的機

12、理上看，硅二極管若|VBR|7 V時，主要是雪崩擊穿；若VBR4 V則主要是齊納擊穿，當在4 V7 V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數點。3、二極管的伏安特性與PN結伏安特性的區(qū)別：二極管的基本特性就是PN結的特性。與理想PN結不同的是，正向特性上二極管存在一個開啟電壓Uon。一般，硅二極管的Uon=0.5 V左右，鍺二極管的Uon=0.1 V左右；二極管的反向飽和電流比PN結大。二極管的使用常識一、二極管的型號國產半導體器件的命名方法二極管的型號命名通常根據國家標準 GB_249 74 規(guī)定，由五部分組成。第一部分：用數字表示器件電極的數目。第二部分：用漢語拼音字母表示器件材料和極性。

13、第三部分：用漢語拼音字母表示器件的類型。第四部分：用數字表示器件序號。第五部分：規(guī)格二、二極管的主要參數1）最大整流電流I：二極管長期工作允許通過的最大正向電流。在規(guī)定的散熱條件下，二極管正向平均電流若超過此值，則會因結溫過高而燒壞。2）最高反向工作電壓UBR：二極管工作時允許外加的最大反向電壓。若超過此值，則二極管可能因反向擊穿而損壞。一般取反向擊穿電壓值的一半。3）反向飽和電流IR：二極管未擊穿時的反向電流。對溫度敏感。IR越小，則二極管的單向導電性越好。4）最高工作頻率fM：二極管正常工作的上限頻率。若超過此值，會因結電容的作用而影響其單向導電性。三、二極管的檢測1、用萬用表判斷二極管極

14、性一般情況下，二極管有色點的一端為正極，如2AP12AP7，2AP112AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內部連觸絲的一頭是正極，連半導體片的一頭是負極。塑封二極管有圓環(huán)標志的是負極，如IN4000系列。 無標記的二極管，則可用萬用表電阻檔來判別正、負極，萬用表電阻檔示意圖見圖。 根據二極管正向電阻小，反向電阻大的特點，將萬用表撥到電阻檔(一般用R×100或R×1k檔。不要用R×1或R×10k檔，因為R×1檔使用的電流太大，容易燒壞管子，而R×10k擋使用的電壓太高，可能擊穿管子)。用表筆分別與二極管的兩極相接，測

15、出兩個阻值。在所測得阻值較小的一次，與黑表筆相接得一端為二極管的正極。同理，在所測得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負極。如果測得的正、反向電阻均很小，說明管子內部短路；若正、反向電阻均很大，則說明管子內部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。 2、用萬用表檢測普通二極管的好壞使用數字萬用表二極管檔，將紅表筆插入V孔黑表筆插入COM孔，我們知道在數字萬用表里紅表筆接觸內部電池正極，黑表筆接觸內部電池負極，而在指針萬用表里電阻擋是紅表筆接觸內部電池負極黑表筆接觸內部電池正極，將數字萬用表紅表筆接觸二極管正極，黑表筆接觸二極管負極，（測量正向電阻值）正常數值為300-600 然后將紅

16、表筆接觸二極管負極，黑表筆接觸二極管正極（測量反向電阻值），正常數值為“1”，如果兩次測量都顯示001或000并且蜂鳴器響，說明二極管已經擊穿，如果兩次測量正反向電阻值均為“1”說明二極管開路，如果兩次測量數值相近，說明管子質量很差，反向電阻值必須為“1”或1000以上，正向電阻值必須為300-600，則二極管是好的。七、小結（1）二極管的單向導電性、主要參數及伏安特性（2）會用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣（3）了解其他類型二極管的外形特征、功能及應用八、作業(yè) 習題冊：P9 四、1、2九、教學反思為了突出本次課的重點、難點，授課時我采取了講練結合的方法，充分調動學生的積極性，為后續(xù)課程的學習

17、打基礎。授課時間： 備課時間： 授課時數：2 序號：3課題：1.1 二極管一、教學目標（1）二極管的單向導電性、主要參數及伏安特性（2）會用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣（3）了解其他類型二極管的外形特征、功能及應用（1）教會學生分析二極管的伏安特性、單向導電性的能力（2）會應用其他類型的二極管培養(yǎng)學生對電子課的興趣二、教學重點1、幾種二極管的結構、符號2、幾種二極管的工作原理、加壓方式教學難點1、幾種二極管的結構、符號2、幾種二極管的工作原理、加壓方式三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做

18、到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習六、教學組織過程 1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容一、穩(wěn)壓二極管1、穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導體二極管，通過反向擊穿特性實現穩(wěn)壓作用。2、穩(wěn)壓管的伏安特性與普通二極管類似，其正向特性為指數曲線；當外加反壓的數值增大到一定程度時則發(fā)生擊穿，擊穿曲線很陡，幾乎平

19、行于縱軸，當電流在一定范圍內時，穩(wěn)壓管表現出很好的穩(wěn)壓特性。3、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管在工作時應反接，并串入一只電阻。電阻有兩個作用：一是起限流作用，以保護穩(wěn)壓管；二是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用二、發(fā)光二極管發(fā)光二極管在日常生活電器中無處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑為3mm或5mm圓形的，也有規(guī)格為2×5mm長方形的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導體材料制成的，也具有單向導電的性質，即只有接對極性才能發(fā)光。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來出現了透明色的發(fā)

20、光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。 用眼睛來觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現內部的兩個電極一大一小。一般來說，電極較小、個頭較矮的一個是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個是它的負極。若是新買來腳較長的一個是正極。1、發(fā)光二極管的圖形符號 發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，但它的正向壓降較大，并在正向壓降達到一定值時發(fā)光。發(fā)光顏色和構成PN結的材料有關，通常有紅、黃、綠、藍和紫等顏色。發(fā)光亮度近似和工作電流密度成正比，但摻雜ZnO和GaP的發(fā)光二極管，其發(fā)光亮度隨電流密度的增加會很快趨向飽和。另外，隨結溫的升高，LED的發(fā)光亮度將會減弱。光電二極管（Photo-Diode）和普通二

21、極管一樣，也是由一個PN結組成的半導體器件，也具有單方向導電特性。但在電路中它不是作整流元件，而是把光信號轉換成電信號的光電傳感器件。光電二極管 VD 七、小結（1）其他二極管的伏安特性、結構特點（2）了解其他類型二極管的外形特征、功能及應用八、作業(yè) 1、穩(wěn)壓二極管的原理是什么？ 2、發(fā)光二極管的定義是什么？ 九、教學反思本次課通過舉例講解其他二極管的伏安特性、結構特點，并使學生了解其他類型二極管的外形特征、功能及應用授課時間： 備課時間： 授課時數：2 序號：4 課題： 1.2 二極管整流及濾波電路一、教學目標1、了解整流和整流電路的作用2、會估算半波整流電路的輸出電壓等參數3、會合理選用整

22、流元件的參數（1）半波整流電路的組成、工作原理（2）半波整流電路的參數求取、元件的選擇能了解整流電路的作用，會合理選用整流元件的參數二、教學重點1、整流電路的作用2、估算半波整流電路的輸出電壓等參數；3、會合理選用整流元件的參數教學難點1、估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓；2、會合理選用整流元件的參數三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌

23、握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習六、教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容 1.2 二極管整流及濾波電路1.2.1半波整流電路1、整流的定義：2、整流電路的種類很多，有半波整流電路、橋式全波電路等。一、電路組成半波整波可以說是以"犧牲"一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低,因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。 二、半波整流的工作過程一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波

24、形如圖所示。在0-時間內，uu，u2通過它加在負載電阻Rl上。在-2 時間內，u2為負半周，變壓器次級下端為正上端為負。這時D承受反向電壓，不導通，Rl上無電壓。在2-3時間內，重復0- 時間的過程；而在3-4時間內，又重復-2時間的過程這樣反復下去，交流電的負半周就被"削"掉了，只有正半周通過Rl,在Rl上獲得了一個單一右向(上正下負)的電壓，如圖所示，達到了整流的目的。但是，負載電壓Uo以及負載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。 三、負載上的直流電壓與電流的計算· 流過負載的平均電流為IL=UL/RL=0.45U2/RL 流過二極管D的平均電

25、流（即正向電流）為ID= IL=UL/RL=0.45U2/RL加在二極管兩端的最高反向電壓為URM=2U2四、整流二極管的選擇IFID=ILURM2U2七、小結（1）二極管的單向導電性的應用（2）會分析二極管整流電路的工作原理（3）能求取二極管整流電路的參數八、作業(yè) 見相應章節(jié)的“習題指導”。九、教學反思 通過本次課的學習，應使學生對二極管的特性以及應用有更深的理解，并且能舉一反三，掌握分析整流電路的方法授課時間： 備課時間： 授課時數：2 序號：5課題： 1.2 二極管整流及濾波電路一、教學目標1、了解整流和濾波電路的作用2、會估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓3、會合理選用整流元件的

26、參數（1）二極管的伏安特性、單向導電性（2）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理及簡單穩(wěn)壓電路能了解整流和濾波電路的作用，會合理選用整流元件的參數二、教學重點1、整流和濾波電路的作用2、估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓；3、會合理選用整流元件的參數教學難點1、估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓；2、會合理選用整流元件的參數三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理

27、解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習六、教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容1.2.2橋式整流電路一、電路組成橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成"橋"式結構，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。 二、橋式整流的工作過程橋式整流電路的工作原理如下：U2為正半周時，對VD1、VD3加正向電壓，VDl、VD3導通；對VD2、VD4加反向電壓，VD2、V

28、D4截止。電路中構成U2、VD1、Rfz 、VD3通電回路，在Rfz 上形成上正下負的半波整流電壓，U2為負半周時，對VD2、VD4加正向電壓，VD2、VD4導通；對VD1、VD3加反向電壓，VD1、VD3截止。電路中構成U2、VD2Rfz 、VD4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。如此重復下去，結果在Rfz 上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。三、負載上的直流電壓與電流的計算· 流過負載的平均電流為IL=UL/RL=0.9U2/RL 流過二極管D的平均電流（即正向電流）為ID= IL=UL/RL=0.9U2/RL加在二極管兩端的最高反向

29、電壓為URM=2U2四、整流二極管的選擇IFID=ILURM2U2七、小結（1）二極管的單向導電性、主要參數及伏安特性（2）會用萬用表檢測二極管極性和質量優(yōu)劣（3）了解其他類型二極管的外形特征、功能及應用八、作業(yè) 見相應章節(jié)的“習題指導”。九、教學反思授課時間： 備課時間： 授課時數：2 序號：6課題： 1.2 二極管整流及濾波電路教學目標1、了解整流和濾波電路的作用2、會估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓3、會合理選用整流元件的參數（1）二極管的伏安特性、單向導電性（2）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理及簡單穩(wěn)壓電路能了解整流和濾波電路的作用，會合理選用整流元件的參數教學重點1、整流和濾波電路的作用2、

30、估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓；3、會合理選用整流元件的參數教學難點1、估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓；2、會合理選用整流元件的參數三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結

31、構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容1.2.3常用濾波電路1、濾波的基本概念 2、濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現濾波。電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C應該并聯在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L應與負載串聯。一、電容濾波電路1、電路組成現以單相橋式整流電容濾波電路為例來說明。電容濾波電路如圖所示，在負載電阻上并聯了一個濾波電容C。2、工作過程若v2處于正半周，二極管D1、D3導通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。此時C相當于并聯在v2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦波。當v2到達wt=p/2時，開始下降。先假

32、設二極管關斷，電容C就要以指數規(guī)律向負載L放電。指數放電起始點的放電速率很大。在剛過wt=p/2時，正弦曲線下降的速率很慢。所以剛過wt=p/2時二極管仍然導通。在超過wt=p/2后的某個點，正弦曲線下降的速率越來越快，當剛超過指數曲線起始放電速率時，二極管關斷。所以在t2到t3時刻，二極管導電，充電，Vi=Vo按正弦規(guī)律變化；t1到t2時刻二極管關斷，Vi=Vo按指數曲線下降，放電時間常數為RLC。3、輸出直流電壓的估算半波整流電路電容濾波：UL=U2橋式整流電路電容濾波：UL=1.2U2空載：UL=1.4U2二、電感濾波電路利用儲能元件電感器的電流不能突變的性質，把電感與整流電路的負載L相

33、串聯，也可以起到濾波的作用。橋式整流電感濾波電路和電感濾波的波形圖如圖所示。當v2正半周時，D1、D3導電，電感中的電流將滯后v2。當負半周時，電感中的電流將更換經由D2、D4提供。因橋式電路的對稱性和電感中電流的連續(xù)性，四個二極管D1、D3；D2、D4的導電角都是180°。小結 1、了解整流和濾波電路的作用2、會估算橋式整流電路和電容濾波電路的輸出電壓3、會合理選用整流元件的參數作業(yè) 見相應章節(jié)的“習題指導”。課后記授課時間： 備課時間： 授課時數：4 序號:7教學目標（1）理解二極管的伏安特性、主要參數（2）理解二極管的特性及應用（3）會用萬用表判別二極管的引腳和質量優(yōu)劣（1）掌

34、握二極管的特性及應用（2）會用萬用表判別二極管的引腳和質量優(yōu)劣能對二極管的知識有所了解，培養(yǎng)學習二極管的興趣，鞏固所學的知識 教學重點1、二極管的特性；2、二極管的正向、反向特性；3、二極管的判斷方法；教學難點1、二極管的特性2二極管引腳和質量優(yōu)劣的判斷方法；三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習

35、教學組織過程 1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容一、講練結合，處理例題1、習題冊 P4 例1-1通過分析此例題，強調需注意的事項2、習題冊 P5 例1-3通過分析此例題，強調需注意的事項3、習題冊 P5 例1-5通過分析此例題，強調需注意的事項4、習題冊 P4 例1-7通過分析此例題，強調解題的步驟及方法二、習題處理1、習題冊 P7 1.1 一、 判斷題 二、填空題 三、選擇題 2、思考題：電路中，3為理想二極管，、燈泡全同，則最亮的燈為哪個？ 通過練習，及

36、時發(fā)現學生中存在的問題，并及時進行處理，以引起學生的注意小結1、二極管的特性；2、二極管的正向、反向特性；3、二極管的判斷方法；作業(yè) P11 四、 1、 2、4、6 課后記 第2章 三極管及放大電路基礎本章主要內容 本章重點講述基本放大電路的組成原理和分析方法，分別由BJT和FET組成的三種組態(tài)基本放大電路的特點和應用場合。多級放大電路的耦合方式和分析方法。 首先介紹基本放大電路的組成原則。三極管的低頻小信號模型。固定偏置共射放大電路的圖解法和等效電路法靜態(tài)和動態(tài)分析，最大不失真輸出電壓和波形失真分析。分壓式偏置共射放大電路的分析以及穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法。共集和共基放大電路的分析，由BJT構成

37、的三種組態(tài)放大電路的特點和應用場合。然后介紹由FET構成的共源、共漏和共柵放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析、特點和應用場合。最后介紹多級放大電路的兩種耦合方式、直接耦合多級放大電路的靜態(tài)偏置以及多級放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析。通過習題課掌握放大電路的靜態(tài)偏置方法和性能指標的分析計算方法。 授課時間： 備課時間： 授課時數：4 序號:8、9課題：2.1 三極管教學目標（1）了解三極管的伏安特性、主要參數（2）理解三極管的電流放大原理及三種工作狀態(tài)（3）會用萬用表判別三極管的引腳和質量優(yōu)劣（1）掌握三極管的電流放大原理（2）會用萬用表判別三極管的引腳和質量優(yōu)劣能對三極管的知識有所了解，培養(yǎng)學習三極管的興趣

38、教學重點1、三極管電流放大原理及其電流分配關系式；2、三極管的輸入、輸出特性；3、三極管三種工作狀態(tài)的判斷方法；教學難點1、三極管放大原理及電流分配關系式；2、三極管三種工作狀態(tài)的判斷方法；三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示半導體的奇妙特性以及PN結的單向導電性分析等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演示、同步練習教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從二極管的應用以及特點引入本講

39、以教師講授為主。用多媒體演示二極管的結構、伏安特性以及溫度對二極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。 3、新課內容 本講以教師講授為主。用多媒體演示三極管的結構、輸入與輸出特性以及溫度對三極管特性的影響等，便于學生理解和掌握。三極管工作狀態(tài)、電位和管型的判斷方法可以啟發(fā)討論。2.1三極管三極管的結構與外形一、三極管的外形雙極型晶體管BJT是通過一定的工藝，將兩個PN結接合在一起而構成的器件，是放大電路的核心元件，它能控制能量的轉換，將輸入的任何微小變化不失真地放大輸出，放大的對象是變化量。BJT常見外形有四種，分別應用于小功率、中功率或大功率，高頻或低頻等不同場合。二、三極管的結構與符號BJT

40、具有放大作用的內部條件和外部條件1）BJT的內部條件為：BJT有三個區(qū)（發(fā)射區(qū)、集電區(qū)和基區(qū)）、兩個PN結（發(fā)射結和集電結）、三個電極（發(fā)射極、集電極和基極）組成；并且發(fā)射區(qū)雜質濃度遠大于基區(qū)雜質濃度，基區(qū)厚度很小。2）BJT放大的外部條件為：發(fā)射結正偏，集電結反偏。三極管中的電流放大作用及電流分配關系一、放大的概念在電子電路中，放大的對象是變化量，常用的測試信號是正弦波。放大電路放大的本質是在輸入信號的作用下，通過有源元件（BJT或FET）對直流電源的能量進行控制和轉換，使負載從電源中獲得輸出信號的能量，比信號源向放大電路提供的能量大的多。因此，電子電路放大的基本特征是功率放大，表現為輸出電

41、壓大于輸入電壓，輸出電流大于輸入電流，或者二者兼而有之。在放大電路中必須存在能夠控制能量的元件，即有源元件，如BJT和FET等。放大的前提是不失真，只有在不失真的情況下放大才有意義。二、三極管的電流放大作用三個重要的電流分配關系式：IEIBIC ICIBICEOIBICIEICBOIE三極管的特性曲線一、三極管在電路中的連接1、共發(fā)射極，特點，電壓放大倍數大。2、共基極，特點，輸入阻抗小，輸出阻抗最大。3、共集電極，特點，高輸入，低輸出。二、共發(fā)射極輸入特性曲線晶體管的輸入特性和輸出特性表明各電極之間電流與電壓的關系?，F以共射電路為例說明輸入特性：iBf (uBE)VCE=常數 輸入特性曲線分

42、為三個區(qū)：死區(qū)、非線性區(qū)和線性區(qū)。其中vCE=0V的那一條相當于發(fā)射結的正向特性曲線。當vCE1V時，特性曲線將會向右稍微移動一些。但vCE再增加時，曲線右移很不明顯。曲線的右移是三極管內部反饋所致，右移不明顯說明內部反饋很小。三、共發(fā)射極輸出特性曲線：輸出特性:iCf (uCE)iB =常數 ，它是以iB為參變量的一族特性曲線。對于其中某一條曲線，當vCE=0 V時，iC=0；當vCE微微增大時，iC主要由vCE決定；當vCE增加到使集電結反偏電壓較大時，特性曲線進入與vCE軸基本平行的區(qū)域(這與輸入特性曲線隨vCE增大而右移的原因是一致的)。因此，輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域：飽和區(qū)、截止

43、區(qū)和放大區(qū)。3）晶體管工作在三種不同工作區(qū)外部的條件和特點工作狀態(tài)NPN型PNP型特點截止狀態(tài)E結、C結均反偏VBVE、VBVCE結、C結均反偏VBVE、VBVCIC 0放大狀態(tài)E結正偏、C結均反偏VC VB VEE結正偏、C結均反偏VC VB VEIC IB飽和狀態(tài)E結、C結均正偏VB VE、VB VCE結、C結均正偏VB VE、VB VCV CEV CES三極管的使用常識一、三極管器件手冊常識1、三極管型號命名國產三極管的型號命名由五部分組成，各部分的含義第一部分：用數字“3”表示主稱和三極管。第二部分：用字母表示三極管的材料和極性。第三部分：用字母表示三極管的類別。第四部分：用數字表示同

44、一類型產品的序號。第五部分：用字母表示規(guī)格號2、常用三極管主要參數查閱1）電流放大系數共射交流電流放大系數： =IC/IB½ ，在放大區(qū)b 值基本不變。2）極間反向飽和電流ICBO和ICEO（1）集-基極間反向飽和電流 （2）集-射極間反向飽和電流3）極限參數和三極管的安全工作區(qū)（1）最大集電極電流ICM：當集電極電流增加時，就要下降，當值下降到線性放大區(qū)值的7030時，所對應的集電極電流稱為最大集電極電流ICM。至于值下降多少，不同型號的三極管，不同的廠家的規(guī)定有所差別?？梢?，當ICICM時，并不表示三極管會損壞。 （2） 最大集電極耗散功率PCM：PCM = iCuCE 。對于確

45、定型號的晶體管，PCM是一個定值。當硅管的結溫大于150、鍺管的結溫大于70時，管子的特性明顯變壞，甚至燒壞。（3）極間反向擊穿電壓：晶體管某一級開路時，另外兩個電極之間所允許加的最高反向電壓，即為極間反向擊穿電壓，超過此值管子會發(fā)生擊穿現象。極間反向電壓有三種：UCBO、UCEO和UEBO。由于各擊穿電壓中UCEO值最小，選用時應使其大于放大電路的工作電源VCC。3、三極管引腳排列三極管引腳的排列方式具有一定的規(guī)律。對于國產小功率金屬封裝三極管，底視圖位置放置，使三個引腳構成等腰三角形的頂點上，從左向右依次為E、B、C；有管鍵的管子，從管鍵處按順時針方向依次為E、B、C。對于國產中小功率塑封

46、三極管，使其平面朝外，半圓形朝內，三個引腳朝上放置，則從左到右依次為E、B、C。常用90119018、C1815系列三極管引腳排列，平面對著自己，引腳朝下，從左至右依次是E、C、B。二、小功率三極管的檢測1、三極管基極和類型的判斷（a）判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得的阻值都較小，則可判定被測三極管為PNP型管；如果黑表筆接的

47、是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。(b)判定集電極c和發(fā)射極e。(以PNP為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。 2、三極管引腳的判斷和放大倍數估測測量放大能力()。目前有些型號的萬用表具有測量三極管hFE的刻度線及其測試插座，可以很方便地測量三極管的放大倍數。先將萬用表功能開關撥至?擋，量程開關撥到ADJ位置，把紅、黑表筆短接，調整調零旋鈕，

48、使萬用表指針指示為零，然后將量程開關撥到hFE位置，并使兩短接的表筆分開，把被測三極管插入測試插座，即可從hFE刻度線上讀出管子的放大倍數。另外：有此型號的中、小功率三極管，生產廠家直接在其管殼頂部標示出不同色點來表明管子的放大倍數值，其顏色和值的對應關系如表所示，但要注意，各廠家所用色標并不一定完全相同。3、三極管性能的簡易判斷三、三極管的選用1、三極管使用頻率三極管的電流放大系數與工作頻率有關，如果三極管超過了工作頻率范圍，則會造成放大能力降低甚至失去放大作用。三極管的頻率特性參數包括特征頻率fT和最高振蕩頻率fM。2、三極管工作的安全性三極管的安全工作區(qū)：由PCM、ICM和擊穿電壓V(B

49、R)CEO在輸出特性曲線上可以確定四個區(qū)：過損耗區(qū)、過電流區(qū)、擊穿區(qū)和安全工作區(qū)。使用時應保證三極管工作在安全區(qū)。小結1、三極管電流放大原理及其電流分配關系式；2、三極管的輸入、輸出特性；3、三極管三種工作狀態(tài)的判斷方法；作業(yè) 見相應章節(jié)的“習題指導”。課后記三極管電流放大原理及其電流分配關系式是本次課的重點，而且是以后學習放大電路的基礎，所以因引起學生的重視。授課時間： 備課時間： 授課時數：2+2 序號:10、11課題：2.2三極管基本放大電路教學目標（1）理解基本共射放大電路的組成和各元件的作用（2）會調整放大電路的靜態(tài)工作點（1）理解基本共射放大電路的組成和各元件的作用（2）會調整放大

50、電路的靜態(tài)工作點學生能理解基本共射放大電路的組成和各元件的作用，進一步掌握分析三極管的方法本講重點1、放大的本質；2、放大電路工作原理及靜態(tài)工作點的作用；3、利用放大電路的組成原則判斷放大電路能否正常工作；本講難點1、放大電路靜態(tài)工作點的設置方法；2、利用放大電路的組成原則判斷放大電路能否正常工作；三、學習者特征分析 由于本班學生大部分基礎較差，學習興趣不高，針對于這種狀態(tài)，學生學習本次課會困難較大，掌握重點、突破難點也會很困難，教師應做到心中有數。四、教學策略選擇與設計 為了完成教學目標，本講以教師講授為主。用多媒體演示三極管放大電路等，便于學生理解和掌握。五、教學資源與工具設計 用多媒體演

51、示、同步練習教學組織過程1、組織教學 2、導入新課：從三極管的應用以及特點引入本講。 3、新課內容本講以教師講授為主。用多媒體演示放大電路的組成原理、信號傳輸過程和設置合適Q點的必要性等，便于學生理解和掌握。判斷放大電路能否正常工作舉例可以啟發(fā)討論。第二講 2.2三極管基本放大電路一、電路組成放大電路的組成原則1）為了使BJT工作于放大區(qū)、FET工作于恒流區(qū),必須給放大電路設置合適的靜態(tài)工作點，以保證放大電路不失真。2）在輸入回路加入ui應能引起uBE的變化,從而引起iB和iC的變化。3）輸出回路的接法應當使iC盡可能多地流到負載RL中去,或者說應將集電極電流的變化轉化為電壓的變化送到輸出端。

52、二、元器件的作用（1）三極管T 起放大作用。晶體管V是放大電路的核心元件。利用晶體管在放大區(qū)的電流控制作用，即ic = ib的電流放大作用，將微弱的電信號進行放大。（2）集電極負載電阻RC 將變化的集電極電流轉換為電壓輸出。 （3）基極電阻RB以保證工作在放大狀態(tài)。改變RB使晶體管有合適的靜態(tài)工作點。RB一般取幾十千歐到幾百千歐。（4）偏置電路VCC，Rb使三極管工作在放大區(qū)，VCC還為輸出提供能量。集電極電源UCC是放大電路的能源，為輸出信號提供能量，并保證發(fā)射結處于正向偏置、集電結處于反向偏置，使晶體管工作在放大區(qū)。UCC取值一般為幾伏到幾十伏。 （5）耦合電容C1，C2輸入電容C1保證信號加到發(fā)射結，不影響發(fā)射結偏置。輸出電容C2保證信號輸送到負載，不影響集電結偏置。起隔直流通交流的作用。在信號頻率范圍內，認為容抗近似為零。所以分析電路時，在直流通路中電容視為開路，在交流通路中電容視為短路。C1、C2一般為十幾微法到幾十微法的有極性的電解電容。 靜態(tài)工作點和放大原理一、設置合適的靜態(tài)工作點對放大電路的基本要求一是不失真，二是能放大。只有保證在交流信號的整個周期內三極管均處于放大狀態(tài)，輸出信號才不會產生失真。故需要設置合適的靜態(tài)工作點。Q點不僅電路是否會產生失真，而且影響放大電路幾乎所有的動態(tài)參數。二、共射放大電路工作原理