高二高教版《电子技术基础与技能》 第一章 二极管及其应用教案

第一章 二极管及其应用 教学重点 1．了解二极管的伏安特性和主要参数。 2．了解硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等各种二极管的外形特征、功能和应用。 3．能用万用表检测二极管。 4．掌握单相半波、桥式全波整流电路的组成、性能特点和电路估算。 5．了解电容滤波电路的工作原理和估算。 教学难点 1．PN结的单向导电特性。 2．整流电路和滤波电路的工作原理。 学时分配 序号 内 容 学 时 1 1.1晶体二极管 2 2 1.2晶体二极管整流电路及滤波电路 4 3 技能实训——单相整流、滤波电路的测试 4 4 本章总学时 10 1.1 二极管 1.1.1 半导体的奇妙特性 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，如硅、锗等，其导电能力受多种因素影响。 热敏特性——温度升高，导电能力明显增强。 光敏特性——光照越强，导电性能越好。 掺杂特性——掺入杂质后会改善导电性。 1.1.2 二极管结构与电路图形符号 通过实物认识各类二极管 动画：PN结的形成 ( 正极 ＋ 负极 － 管壳 P N PN结 ) ( VD 正极 ＋ 负极 － ) 1.1.3 二极管的单向导电特性 做一做：二极管的单向导电特性 1．二极管的单向导电特性 （1）加正向电压二极管导通 （2）加反向电压二极管截止 2．二极管特性曲线 二极管两端的电压、电流变化的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线。 演示实验：利用晶体管特性图示仪测出二极管伏安特性曲线 ( U D /V I /mA 死区电压: 硅管 0.5V 锗管 0 .2 。 导通压降 : 硅管0.6~0.7V 锗管0.2~0.3V 反向击穿 电压 U (BR) 反向漏电 流很小 （ A 级） 0 ) （1）正向特性 正向电压较小，这个区域常称为正向特性的“死区”。一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。 正向电压超过“死区”电压后，电流随电压按指数规律增长。此时，两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。 （2）反向特性 二极管加反向电压，此时流过二极管的反向电流称为漏电流。 当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象，该反向电压称为反向击穿电压，用U（BR）表示。 实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围，否则会因电流过大而损坏管子失去单向导电性。 1.1.4二极管的使用常识 1．二极管的型号 国产二极管的型号命名规定由五部分组成（部分二极管无第五部分），国外产品依各国标准而确定。 2．二极管的主要参数 （1）最大整流电流IFM （2）反向饱和电流IR （3）最高反向工作电压URM （4）最高工作频率fM 例：利用二极管的单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点，可以构成限幅（削波）电路来限制输出电压的幅度。图（a）所示为一单向限幅电路。 ( ＋ － u i U S R VD 5V ＋ － u o （a） 单向限幅电路 （b） 波形 u i /V π 2 π 3 π ω t 0 10 －10 u o /V π 2 π 3 π ω t 0 10 －10 5 ) 设输入电压ui=10sinωt（V），Us=5V，为简化分析，常将二极管理想化，即二极管导通时，两端电压降很小，可视为短路，相当于开关闭合，；二极管反向截止时，反向电流很小，相当于开关断开，如图所示。 ( S S 相当于开关闭合 相当于开关断开 ) 这样，单向限幅电路输出电压uo被限制在＋5V～－10V之间，其波形如图（b）所示。将电路稍作改动便可做成双向限幅电路。利用二极管的这一特性，通常可将其用于电路的过电压保护。 3．二极管的检测 动画：用万用表判断二极管极性 动画：用万用表检测普通二极管的好坏 二极管正、反向电阻值检测分析 检测结果 二极管状态 性能判断 正向电阻 反向电阻 几百欧～几千欧 几十千欧～几百千欧以上 二极管单向导电 正常 趋于无穷大 趋于无穷大 二极管正、负极之间已经断开 开路 趋于零 趋于零 二极管正、负极之间已经通路 短路 二极管正向电阻增大 反向电阻减小 单向导电性变差 性能变差 做一做：普通二极管的识别与检测 1.1.5 其他类型二极管 1．稳压二极管 （1）稳压二极管的外形和图形符号 ( （b） 图形 符号 VZ ＋ － （a） 稳压管外形 ) （2）稳压二极管的伏安特性 ( u Z i Z 稳压区 反向电压 反 向 电 流 U Z 0 ) 从图中可以看出，如果把击穿电流限制在一定的范围内，管子就可以长时间稳定工作在反向击穿电压UZ，即稳压值。所以稳压