模拟电子线路教案

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1、第1章半导体器件基础教学目的：了解载流子的运动规律，PN结的形成及特性，掌握二极管、三极管的工作原理、特性曲线及主要参数。教学重点：二极管的应用，三极管的特性曲线及工作状态的分析。教学难点：稳压二极管的应用，三极管电路的分析教学内容：半导体及其特性，PN结及其特性，半导体二极管，半导体三极管及其工作原理，三极管的共特性曲线及主要参数。教学方法：理论讲解与举例相结合，讲例题时边讲边练（学生先作，老师后讲）。教学进度：本内容为12学时，其中1.1、1.2、1.3节各2学时，1.4,1.5节各3学时。

2、参考资料：电子电路基础（林家儒主编，第2版，2006年），1-14页。教学内容第一节半导体及其特性一、半导体的基本知识1、概念：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。2、元素：半导体器件中用的最多的是硅和锗。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。3、半导体的特点：(1)、当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。(2)、当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。(3)、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。二、本征半导体的导电

3、形式1、两种载流子：自由电子（带负电）和空穴（带正电）在常温下，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。这一现象称为本征激发，也称热激发。2、电子空穴对：因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，3、本征半导体中电流由两部分组成：自由电子移动产生的电流和空穴移动产生的电流。三、杂质半导体1、概念：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。2、N型半导体：自由电子浓

4、度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。加五价元素（磷）自由电子占大多数，称为多子；空穴占少数，叫少子。3、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）。加三价元素（硼）空穴占大多数，称为多子；自由电子占少数，叫少子。55第二节PN结及其特性一、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。二、重要特性单向导电性：PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。三、注意（1）、空间电荷区

5、中内电场阻碍P中的空穴、N区中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动）。（2）、P区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。四、PN结的伏安特性测二极管的伏安特性曲线图如下：正向：①正向电压VF小于门坎电压VT时，二极管V截止，正向电流IF=0；其中，门槛电压②VF>VT时，V导通，IF急剧增大。导通后V两端电压基本恒定：结论：正偏时电阻小，具有非线性。反向：反向电压VRVRM时，

6、IR剧增，此现象称为反向电击穿。对应的电压VRM称为反向击穿电压。结论：反偏电阻大，存在电击穿现象。电击穿——可逆热击穿——不可逆雪崩击穿——高反压，碰撞电离齐纳击穿——较低反压，场致激发55第三节半导体二极管一、半导体二极管1、外型：实物2、内部结构：PN节3、二极管的电路符号：二、主要参数1.最大整流电流IOM：二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压UBR：二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反

7、向工作电压UWRM一般是UBR的一半。3.反向电流IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。三、常用二极管类型1．分类(1)按材料分：硅管、锗管；(2)按PN结面积：点接触型(电流小，高频应用)、面接触型(电流大，用于整流)；(3)按用途：如图所示，图1.1.9二极管图形符号例如利用单向导电性把交流电变成直流电的整流二极管；利用反向击穿

8、特性进行稳压的稳压二极管；利用反向偏压改变PN结电容量的变容二极管；利用磷化镓把电能转变成光能的发光二极管；将光信号转变为电信号的光电二极管。2．型号举例如下整流二极管——2CZ82B稳压二极管——2CW50变容二极管——2AC1等等四、稳压二极管稳压电路：抑制电网电压和整流电路负载的变化引起的输出电压变化，将平滑的直流电变成稳定的直流电。1．硅稳压二极管的特性(1)稳压管工作在反向击穿状态。(2)当工作电流满足条件时，稳压管两端电压几乎不变。552．稳压二极管的主要参数(1)稳定电压——稳压管