电子工艺教案4.docx
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电子工艺教案4.docx
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电子工艺教案4
课题序号
10
授课班级
1210、1211
课时
2
课题
三级管的识别与检测
执教
【学习目标】了解三极管的基本知识
会识别常见的三极管
熟悉三极管的检测方法
【重点难点】三极管的识别与检测
【教学过程】
导入新课
1、二极管结构:
一个PN结,再加上电极、引线,封装而成
2、二极管的识别
外形:
由密封的管体和两条正、负电极引线所组成。
管体外壳的标记通常表示正极。
如图所示;
识别:
三角形——正极,
竖杠——负极,
V、D——二极管的文字符号。
讲授新课
一、三极管的基本知识
由两个PN结组成的半导体元件就叫半导体三极管。
半导体三极管也称晶体三极管,简称三极管。
它是一种以小电流控制大电流的半导体器件,可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。
它具有结构牢固,寿命长,体积小,耗电省等优点,在各个领域得到广泛应用。
1、三极管的外形
2、三极管的基本结构
三个区——发射区、基区、集电区;
两个PN结——发射结(BE结)、集电结(BC结);
三个电极——发射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C);
两种类型——NPN型管和PNP型管。
3、工艺要求
4、三极管的型号:
国产晶体三极管的型号命名由五部分组成,
第一部分用数字“3”表示三极管,
第二部分用字母表示材料和极性,
第三部分用字母表示类型,
第四部分用数字表示序号,
第五部分用字母表示规格。
二、三极管的主要参数
1、交流电流放大系数β
β值一般在20~200,它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。
2、ICM
它是指三极管参数变化不超过规定值时,集电极允许通过的最大电流。
当三极管的实际工作电流大于ICM时,管子的性能将显著变差。
3、UCEO(BR)
指基极开路时加在集电极与发射极间两端电压的最大允许值,一般为几十伏,高压大功率管可达千伏以上。
4、集电极最大允许耗散功率PCM
它指集电结允许功耗的最大值,其大小决定于集电结的最高结温。
三.三极管的识别
一般情况下,电路板上在三极管的引脚旁标有“E、B、C”字母;或者标有“V、VT、T、Q、BG”等三极管代号字母。
见电路板。
直接识别三极管型号、β、引脚的方法
一般情况下可以根据命名规则从三极管管壳上的符号辨别出它的型号和类型。
同时还可以从管壳上的色点的颜色来判断出管子的放大系数β值的大致范围。
常用色点对β值分档如下:
色标
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
β
1~15
15~25
25~40
40~55
55~80
80~120
120~180
180~270
270~400
当从管壳上知道它们的型号以及β值后,还应进一步判别它们的三个电极。
90XX系列三极管管脚判别:
拿起三极管,把文字标注一面朝向自己,从左到右依次为发射极e、基极b、集电极c
四、三极管的分类
内部结构:
NPN型和PNP型管;工作频率:
有低频和高频管;
功率:
有小功率和大功率管;用途:
有普通管和开关管;
材料:
有锗管和硅管等等。
封装材料分:
金属壳、塑封管等
五.三极管的检测
1、三极管管脚识别检测
选择万用表“R×1K”挡。
n用黑表笔接一管脚(假定其为B极),红表笔分别接另外两管脚,测得两个电阻值。
2、识别集电极c和发射极e
常利用测量三极管的电流放大系数β来判别。
具有“β或hFE”挡的万用表测量(如MF47)
图上测电流的放大系数将万用表置于“hFE”挡,如图所示将三极管插入测量插座(基极插入b孔,另两管脚随意插入),记下β读数。
再将另两管脚对调后插入,也记下β读数。
两次测量中,β读数大的那一次管脚插入是正确的。
测量时需注意NPN管和PNP管应插入各自相应的插座。
没有“β或hFE”挡的万用表测量(如MF30)将万用表置于“R×1K”挡(以NPN管为例),红表笔接基极以外后管脚,左手拇指与中指将黑表笔与基极以外的另一管脚捏在一起,同时用左手食指触摸余下的管脚,
这时表针应向右摆动。
将基极以外的两管脚对调后再测一次。
两次测量中,表针摆动幅度较大的那一次,黑表笔所接为集电极,红表笔所接为发射极。
表针摆动幅度越大,说明被测三极管的β值越大。
六.三极管的选用
1、类型选择
按用途选择三极管的类型。
如按电路的工作频率,可分低频放大和高频放大,应选用相应的低频管或高频管;若要求管子工作在开关状态,应选用开关管。
根据集电极电流和耗散功率的大小,可分别选用小功率管或大功率管,一般集电极电流在0.5A以上,集电极耗散功率在1W以上的选用大功率三极管,而0.1A以下的可选用小功率管.
还有按电路要求,选用NPN型或PNP型管等。
2、参数选择
对放大管,通常必须考虑四个参数β、UCBO、UCEO、ICM和PCM,一般希望β大,但并不是越大越好,需根据电路要求选择β值。
β太高,易引起自激,工作稳定性差,受温度影响也大。
通常选β在40~100之间。
UCBO、UCEO、ICM和PCM是三极管极限参数,电路的估算值不得超过这些极限参数。
【教学后记】
课题序号
11
授课班级
1210、1211
课时
2
课题
集成电路
执教
【学习目标】了解集成电路的基本知识
会识别常见的集成电路
【重点难点】集成电路的识别
【教学过程】
导入新课
二极管和三极管的基本结构
讲授新课
一、集成电路定义
集成电路(IntegratedCircuit,简称IC)是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。
把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
二、集成电路特点
集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。
它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。
三、集成电路发展
1952年5月,英国科学家达默第一次提出了集成电路的设想。
1958年以德克萨斯仪器公司的科学家基尔比为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路
1959年美国仙童/飞兆公司(Fairchilds)的R.Noicy诺依斯开发出用于IC的Si平面工艺技术,从而推动了IC制造业的大发展。
Ø第一阶段:
1962年制造出集成了12个晶体管的小规模集成电路(SSI)芯片。
Ø第二阶段:
1966年制造出集成度为100~1000个晶体管的中规模集成电路(MSI)芯片。
Ø第三阶段:
1967~1973年,制造出集成度为1000~100000个晶体管的大规模集成电路(LSI)芯片。
Ø第四阶段:
1977年研制出在30mm2的硅晶片上集成了15万个晶体管的超大规模集成电路(VLSI)芯片。
Ø第五阶段:
1993年制造出集成了1000万个晶体管的16MBFLASH与256MBDRAM的特大规模集成电路(ULSI)芯片。
Ø第六阶段:
1994年制造出集成了1亿个晶体管的1GBDRAM巨大规模集成电路(GSI)芯片。
四、集成电路分类
1.按功能结构分类
Ø集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路二类。
Ø模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。
例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。
Ø而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。
例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。
2.集成电路按其制作工艺不同可分为:
Ø半导体集成电路、膜集成电路和混合集成电路三类。
Ø膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
3.按集成度高低不同可分为:
小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。
Ø对模拟集成电路,由于工艺要求较高、电路又较复杂,所以一般认为集成50个以下元器件为小规模集成电路;
Ø集成50-100个元器件为中规模集成电路,集成100个以上的元器件为大规模集成电路;
Ø对数字集成电路,一般认为集成1~10等效门/片或10~100个元件/片为小规模集成电路;
Ø集成10~100个等效门/片或100~1000元件/片为中规模集成电路;
Ø集成100~10,000个等效门/片或1000~100,000个元件/片为大规模集成电路;
Ø集成10,000以上个等效门/片或100,000以上个元件/片为超大规模集成电路。
4.按导电类型不同分为:
双极型集成电路和单极型集成电路两类。
Ø双极型集成电路的制作工艺复杂,功耗较大,代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。
Ø单极型集成电路的制作工艺简单,功耗也较低,易于制成大规模集成电路,代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。
5.按用途分类
集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑(微机)用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。
五、集成电路封装技术
封装技术是一种将集成电路打包的技术。
是微电子器件的两个基本组成部分之一:
微电子器件:
芯片(管芯)+封装(外壳)
封装作用:
Ø电功能:
传递芯片的电信号
Ø机械化学保护功能:
保护芯片与引线
Ø散热功能:
散发芯片内产生的热量
Ø防潮
Ø抗辐照
Ø防电磁干扰
1直插式
DIP封装特点:
(1)适合PCB的穿孔安装,操作方便;
(2)比TO型封装易于对PCB布线;
(3)芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大;
(4)外部引脚容易在芯片的插拔过程当中损坏,不太适用于高可靠性场合;
(5)DIP封装还有一个致命的缺陷,那就是它只适用于引脚数目小于100的中小规模集成电路。
2表面贴装式
QFP的特点是:
(1)用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,操作方便;
(2)封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用;
(3)可靠性高。
(4)引脚从直插式改为了欧翘状,引脚间距可以更密,引脚可以更细。
(5)QFP的引脚间距目前已从1.27mm发展到了0.3mm,也是他的极限距离,限制了组装密度的提高。
3芯片尺寸封装
Ø双列直插式封装(DIP)的裸芯片面积与封装面积之比为1:
80,
Ø表面贴装技术SMT中的QFP为1:
7,
ØCSP小于1:
1.2
CSP封装具有以下特点:
(1)满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要;
(2)解决丁IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题;
(3)封装面积缩小,延迟时间大大缩小。
【教学后记】
课题序号
12
授课班级
1210、1211
课时
2
课题
常用电子元器件习题课
执教
【学习目标】通过做题的形式对本章的知识进行巩固
【重点难点】知识的实际运用
【教学过程】
1、写出用万用表测量电阻的方法与步骤?
答:
①将被测电阻与电源和其他电路断开;②把万用表拨到某一电阻档,并进行电阻调零;③将两表笔与被测电阻相连接,同时观察万用表指针的偏转角度;④若指针的偏转角度不在满偏角度的20%~80%范围内,则改变倍率,并重新进行调零,重新进行测量,直到偏转角度符合要求为止;⑤读出电阻的值;⑥将选择开关复位。
2、写出用万用表测量电阻时的注意事项:
(5个)
答:
①测量前应使被测电阻与电源和其他电路断开。
②测量时必须使指针的偏转角度在满偏角度的20%~80%范围内。
③每次测量前与改变倍率后,必须重新调零。
④注意电阻刻度左大右小的规律。
⑤测量时勿使手与电阻引线和表笔金属部分相接触。
3、读出以下色环电阻的阻值
黄紫棕金绿蓝红金橙橙橙金
灰红黑金白棕棕金棕灰黄金
4、如何用万用表判别一个普通晶体二极管的好坏?
答:
将万用表拨到R×100电阻档,测量该二极管的正反向电阻。
若正向电阻较小,反向电阻很大,则该二极管完好。
若测得的正反向电阻都很大、较大或都很小、较小,则该二极管已损坏。
5、写出用万用表判别一个普通二极管正负极性的方法。
答:
将万用表拨到某一电阻档,测量该二极管的正反向电阻。
(若二极管完好,可以发现其反向电阻很大,正向电阻较小。
)当万用表的指针有较大角度的偏转时,二极管处于正向连接(导通)状态,这时,与万用表黑表棒(笔)相连接的引脚为该二极管的正极,另一脚则为负极。
(若测得的正反向电阻都很大或都很小,则该二极管已损坏,无法判别其正负极,判别也没有意义。
)
6、有甲、乙、丙三个二极管,它们的正反向电阻大小分别为:
甲.240Ω、10MΩ;乙.100Ω、100kΩ;丙.100Ω、150Ω。
请问这三个管子的质量如何?
哪个管子是锗管?
答:
二极管甲乙质量较好,二极管丙质量很差。
二极管乙是锗管。
7、如何用万用表判别NPN型三极管的基极?
答1:
将万用表拨到某一非最大倍率的电阻档,对NPN型三极管的每两个电极(引脚)间的电阻进行测量。
当黑表棒接触某一个电极,红表棒分别与另两个电极相接时,指针均有较大角度的偏转(电阻值均很小),那么,这时与黑表棒相接触的那个电极就是三极管的基极。
答2:
将万用表拨到某一非最大倍率的电阻档,假设某一个电极是该三极管的基极,将万用表的黑表棒与该电极相连接,红表棒分别与另两个电极相连接。
若指针均有较大角度的偏转,那么,假设正确,与黑表棒相接触的那个电极就是NPN型三极管的基极。
若不是这样,则换一个假定的基极,重复上述测试,直到假设正确为止。
答3.将万用表拨到某一非最大倍率的电阻档,对NPN型三极管的每两个电极(引脚)间的电阻进行测量。
当指针有较大角度的偏转时,与黑表棒相接触的那个电极就是三极管的基极。
8、如何用万用表判别三极管的好坏?
答:
将万用表拨到某一非最大倍率的电阻档,对三极管的每两个电极间的电阻进行测量。
若基极与发射极、基极与集电极间的单向导电性都很好(正向电阻均较小,反向电阻均很大),发射极与集电极间的正反向电阻均很大,那么,这个三极管是完好的。
9、写出电容器与电感器的特性。
电容器的特性:
通交流、隔直流;通高频、阻低频
电感器的特性:
通直流、阻交流;通低频、阻高频
10、一个电容器上标有100μF、25V。
请说出它的含义。
电感量与电容量的单位有哪些?
分别写出这些单位的中文名称与字母代号。
答:
100μF表示该电容器的电容量为100微法,25V表示该电容器的耐压为25伏特。
电感量的单位有亨利H、毫亨mH、微亨μH;
电容量的单位有微法μF、皮法pF、纳法nF。
11、写出下列标志法所表示的电容量大小
150 151 472 223
104 0.047 300 222
224 1n5
12、写出二极管与三极管的特性
二极管的特性:
单向导电性
三极管的特性:
具有电流放大作用与开关作用。
13、下述说法是否正确?
A.硅二极管的正反向电阻都比锗二极管大。
B.稳压二极管与整流二极管一旦击穿均将损坏。
C.二极管的伏安特性线为曲线,电阻的伏安特性线为一直线。
D.光敏二极管的正向电阻会随着光线的增强而减小。
E.变压器也是一种电感器。
F.对三极管的电极间的电阻进行测量的六次操作中,若测得有两次的电阻值较小,则这个三极管是完好的。
G.发射极折断的三极管可以作二极管使用。
H.测试电阻时,被测电阻阻值越大,所需选用的倍率越小。
I.电阻与瓷片电容都没有正负极之分。
J.在使用万用表的电阻档时,应将黑笔棒改插在“+”极插孔中,红表棒改插在公共端“*”插孔中。
K.用万用表测得一个线圈的电阻值近似为零,说明该线圈已短路。
L.两个二极管按一定方式连接起来可组成一个三极管。
14、请画出PNP型三极管的元件符号。
并用字母代号标出三个管脚。
【教学后记】
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- 电子 工艺 教案