7分立半导体器件的识别与检测12课时.docx
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7分立半导体器件的识别与检测12课时
课题
课题:
分立半导体器件的识别与检测
授课班级
时间数
12课时
教学方法
讲授法
教具
自制课件、二极管、三极管、万用表
教学目标
知识与技能
1、能识别二极管
2、掌握二极管的检测
3、掌握二极管的主要参数
4、能识别三极管
5、掌握三极管的检测
6、掌握三极管的主要参数
情感与态度
培养学生学习兴趣,克服学习障碍,养成良好学习习惯,树立学习信心。
教学重点
二极管的主要参数、二极管的识别和检测、三极管的主要参数、三极管的识别和检测
教学难点
二极管的识别和检测、三极管的识别和检测
教学过程:
第一课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
问:
一、回顾电子技术基础课PN结的导电特性?
单向导电性、即正偏导通、反偏截止
提问
总结
思考
回答
2.新课教学
一、二极管的结构、符号和类型
二极管实质上就是一个PN结,从P区和N区各引出一条引线,然后再封装在一个管体内,就形成了一个二极管。
符号:
电流方向
按工艺不同,可以分为点接触性、面接触型和平面性。
点接触性:
PN结面积小,因而结电容小,通过的电流小,用于高频、检波。
面接触性:
PN结面积大,结电容大,只能在低频下工作,允许通过的电流大,常用于整流等。
平面接触性:
PN结面积小时,结电容小,可用于脉冲数字电路中;PN结面积大时,通过的电流大,可用于大功率整流。
二、二极管的电压电流特性
1.正向特性
死区:
当外加电压较小时,外电场还不足以克服PN结内电场对多数载流子的阻力,这段区域称为“死区”
让学生从图1-10U-I特性曲线上寻找死区段。
硅二极管的死区电压为0.5V,锗二极管的死区电压为0.2V。
导通后二极管的正向电压称为正向或管压降。
一般正常工作时,硅管的正常导通压降约为0.7V,锗管的正常导通压降约为0.3V。
讲解
提问
课件展示
课件展示
3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
教学过程:
第二课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
回顾上一次课讲的主要内容。
二极管的正向特性、硅和锗的死区电压、硅和锗的的导通压降?
提问
思考
回答
2.新课教学
一、二极管的电压电流特性
1.反向特性
根据图1-10U-I特性曲线,可见负半轴为反向特性曲线,二极管两端加上反向电压时,反向电流很小,当反向电压逐渐增加时,反向电流基本保持不变,这时
的电流称为反向饱和电流。
不同材料的二极管,反向电流大小不同,硅管约为1微安到几十微安,锗管则可高达数百微安,另外,反向电流受温度变化的影响很大,锗管的稳定性比硅管差。
二、二极管主要参数
1.最大整流电流IFM
2.最大反向工作电压URM
3.最大方向电流
三、二极管的识别和简易检测方法
二极管的极性通常在管壳上注有标记,如无标记,可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断,具体方法见表1-2。
先自己演讲检测步骤,在请学生上来动手操作。
设问
讲解
请学生上来动手测试
课件展示
课件展示
3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
教学过程:
第三课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
问:
一、回顾二极管的导电特性(U-I曲线)?
提问
总结
思考
回答
2.新课教学
一、三极管的结构、符号和类型
1.名称
三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。
晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。
2.发明
1947年12月23日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里,3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。
他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。
3位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。
这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。
因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。
另外这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。
3.符号和结构
讲解
讲解
引发学生的兴趣
课件展示
图片展示
3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
教学过程:
第四课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
回顾上一次课讲的主要内容。
三极管的符号、结构、类型
提问
思考
回答
2.新课教学
一、三极管的命名
1.国标三极管的命名方式
见表1-3
举例:
3DG130C
3AX52B
2.目前常用的三极管型号和其他标准的命名方式
二、三极管的分类
a.按材质分:
硅管、锗管
b.按结构分:
NPN、PNP。
如图所示。
c.按功能分:
开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.
d.按功率分:
小功率管、中功率管、大功率管
e.按工作频率分:
低频管、高频管、超频管
f.按结构工艺分:
合金管、平面管
g.按安装方式:
插件三极管、贴片三极管
三、三极管的电流放大作用
工作原理:
对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e(Emitter)、基极b(Base)和集电极c(Collector)。
如右图所示
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Eb。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流了。
由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得:
Ie=Ib+Ic
这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:
β1=Ic/Ib
式中:
β1--称为直流放大倍数,
集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:
β=△Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
设问
讲解
请学生上来动手测试
课件展示
课件展示
3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
教学过程:
第五课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
回顾上一次课讲的主要内容:
三极管的电流放大作用的工作原理?
提问
思考
回答
2.新课教学
一、三极管的特性曲线
1.输入特性
三极管的输入特性曲线只需画出Uce=1V时的那一条,此时类似于二极管的特性曲线。
2.输出特性
截止状态:
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
放大状态:
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb,这时三极管处放大状态。
饱和导通状态:
当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
二、三极管主要参数
1.特征频率fT
当f=fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作。
2.工作电压/电流
用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围。
3.hFE
电流放大倍数
4.Vceo
集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压。
5.PCM
最大允许耗散功率
6.封装形式
指定该管的外观形状,如果其它参数都正确,封装不同将导致组件无法在电路板上实现
设问
讲解
请学生上来动手测试
课件展示
课件展示
3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
教学过程:
第六课时
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
教学资源安排
1.课题引入
回顾上一次课讲的主要内容:
三极管的特性曲线?
提问
思考
回答
2.新课教学
一、三极管的识别和简易检测方法
脚位判断
三极管的脚位判断,三极管的脚位有两种封装排列形式,如右图:
三极管是一种结型电阻器件,它的三个引脚都有明显的电阻数据,测试时(以数字万用表为例,红笔+,黒笔-)我们将测试档位切换至二极管档(蜂鸣档)标志符号如右图:
正常的NPN结构三极管的基极(B)对集电极(C)、发射极(E)的正向电阻是430Ω-680Ω(根据型号的不同,放大倍数的差异,这个值有所不同)反向电阻无穷大;正常的PNP结构的三极管的基极(B)对集电极(C)、发射极(E)的反向电阻是430Ω-680Ω,正向电阻无穷大。
集电极C对发射极E在不加偏流的情况下,电阻为无穷大。
基极对集电极的测试电阻约等于基极对发射极的测试电阻,通常情况下,基极对集电极的测试电阻要比基极对发射极的测试电阻小5-100Ω左右(大功率管比较明显),如果超出这个值,这个元件的性能已经变坏,请不要再使用。
如果误使用于电路中可能会导致整个或部分电路的工作点变坏,这个元件也可能不久就会损坏,大功率电路和高频电路对这种劣质元件反应比较明显。
尽管封装结构不同,但与同参数的其它型号的管子功能和性能是一样的,不同的封装结构只是应用于电路设计中特定的使用场合的需要。
要注意有些厂家生产一些不规范元件,例如C945正常的脚位是BCE,但有的厂家出的此元件脚位排列却是EBC,这会造成那些粗心的工作人员将新元件在未检测的情况下装入电路,导致电路不能工作,严重时烧毁相关联的元器件,比如电视机上用的开关电源。
测判三极管的口诀
“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。
”
先自己演讲检测步骤,在请学生上来动手操作。
设问
讲解
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3.课堂作业
看书学习
4.课外作业
5.课后反思
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- 分立 半导体器件 识别 检测 12 课时