1.2.2-二极管的伏安特性及等效电路模型（教案）-《电子技术基础》同步教学（人民邮电出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《电子技术基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 二极管的伏安特性及等效电路模型 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解二极管的伏安特性曲线及其含义。 · 掌握二极管的理想模型和实际模型。 · 学会使用二极管的等效电路模型分析电路。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 二极管的伏安特性曲线。 2. 二极管的等效电路模型。 教学难点 1. 二极管伏安特性曲线的理解。 2. 二极管等效电路模型的应用。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 · 实验探究法：通过实验测量二极管的伏安特性曲线，培养学生的动手能力和科学探究精神。 · 模拟分析法：利用仿真软件模拟二极管的等效电路模型，帮助学生理解二极管的工作原理。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问导入：回顾二极管的基本结构和单向导电性，引出二极管的伏安特性和等效电路模型的学习。 2. 情境导入：介绍二极管在实际电路中的应用，激发学生的学习兴趣。 2分钟 讲授新课 练习指导 二极管的伏安特性曲线是描述二极管电压与电流关系的图形表示。它通常在正向偏置条件下绘制，即阳极电压高于阴极电压。伏安特性曲线具有以下特点： 1. **正常工作状态**：在正向偏置条件下，二极管的伏安特性曲线呈现指数增长。这意味着随着电压的增加，电流会以指数形式迅速增加。 2. **截止电压**：截止电压是二极管开始导通的电压，通常在反向偏置条件下测量。如果截止电压超出预期范围，可能表明二极管损坏或选型错误。 3. **漏电流**：在反向偏置条件下，漏电流是二极管允许流过的微小电流。如果漏电流异常高，可能表明二极管老化或损坏。 通过观察伏安特性曲线，可以初步判断二极管的工作状态，从而分析电路的好坏。然而，对于更复杂的电路问题，可能需要结合其他测试方法和分析手段进行综合评估。 二极管的模型主要分为理想模型和实际模型，它们用于描述二极管在不同工作条件下的行为和特性。 ### 二极管的理想模型： 理想二极管是一个理想化的开关，它在正向偏置时视为短路（即电阻为零），在反向偏置时视为开路（即电阻为无穷大）。这意味着在理想情况下，二极管在正向偏置时会完全导通，没有任何电压损失；而在反向偏置时，不会有任何电流通过。 ### 二极管的实际模型： 实际二极管模型考虑了一些非理想的因素，如正向电压降（VF）、反向漏电流（IR）和结电容等。 - **正向电压降（VF）**：即使在正向偏置时，二极管也会有一定的电压损失，这通常是由于载流子穿越PN结时的能量损耗造成的。 - **反向漏电流（IR）**：在反向偏置时，二极管并不是完美的绝缘体，而是允许有微小的电流通过，称为漏电流。 - **结电容**：二极管PN结的两侧会形成一个电容，这在高频电路中可能会影响二极管的性能。 ### 使用二极管的等效电路模型分析电路： 二极管的等效电路模型可以用来简化复杂电路的分析。在实际电路中，二极管的等效电路模型通常包括一个理想二极管和一个并联的反向电阻（代表漏电流）以及一个串联的正向电阻（代表正向电压降和内部电阻）。 分析电路时，可以将二极管用其等效电路模型替换，然后使用标准的电路分析方法（如节点分析、网孔分析或叠加定理）来求解电路的响应。这种方法可以帮助理解和预测二极管在实际电路中的行为，尤其是在分析含有多个二极管和复杂拓扑结构的电路时非常有用。 通过掌握这些模型，工程师可以更准确地设计和分析包含二极管的电路，确保它们在实际应用中按预期工作。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 什么是二极管的伏安特性曲线？它有什么特点？ 2. 请画出二极管的理想模型和实际模型的电路图，并解释它们的区别。 3. 如何使用二极管的等效电路模型分析实际电路？请举例说明。 12分钟 布置作业 1. 设计一个实验方案，测量二极管的伏安特性曲线。 2. 使用仿真软件模拟二极管的等效电路模型，并分析其工作原理。 1分钟 总结回顾 · 二极管的伏安特性曲线描述了二极管在不同电压下的电流特性，具有正向导通、反向截止的特点。 · 二极管的理想模型是一个理想开关，正向导通时电阻为零，反向截止时电阻为无穷大。 · 二极管的实际模型考虑了正向导通时的电压降和反向截止时的漏电流，更接近实际工作情况。