文档介绍：模拟电子技术课程教案
授课题目:
第一章半导体基础知识
教学目的、要求:
要知道:
N型和P型半导体区别、PN结和二极管的正偏和反偏概念及单向导电性特点、硅和锗二极管阈值电压和正向导通电压、温度对反向饱和电流的影响、光电及变容二极管以及倍压整流使用要点。
会画出:
单相桥式整流电容滤波电路、二极管及稳压管限幅电路输出波形
会计算:
理想和恒压模型的二极管电路参数;单相桥式整流及电容滤波电路的输出电压;变压器、二极管、滤波电容等参数;LED电路中的限流电阻。
会确定
选用二极管、稳压管所依据的主要参数
会判断
二极管的导通截止状态、万用表测二极管
会分析
单相桥式整流及电容滤波电路中故障原因
1、PN结的单向导电性;
2、PN结的伏安特性;
3、二极管的伏安特性、单向导电性;
4、二极管理想模型和恒压降模型的应用方法
5、交流通路和直流通路的画法
难点
半导体的导电机理:两种载流子参与导电;
掺杂半导体中的多子和少子
PN结的形成;
二极管理想模型和恒压降模型的应用
5、二极管的箝位、限幅应用
教学方法与手段:
本讲宜教师讲授。用多媒体演示半导体的结构、导电机理、PN结的形成过程及其伏安特性等,便于学生理解和掌握;用多媒体演示二极管的结构、伏安特性以及温度对二极管特性的影响等,便于学生理解和掌握。
课堂教学时间分配:
6学时
教学基本内容:
半导体二极管
PN结及其单向导电性
1、半导体及其导电性能
根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9 W·cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及***化镓GaAs等。
半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性;这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。
2、本征半导体的结构及其导电性能
本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。
3、半导体的本征激发与复合现象
当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。
游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。
在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。
4、半导体的导电机理
自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。
空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子(共价键中的束缚电子)依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电,而电子的运动与空穴的运动方向相反,因此认为空穴带正电。
5、杂质半导体
掺入杂