第一章 晶体二极管和二极管整流教案

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课 题 1.1.1～1.1.2 晶体二极管的基本特性 课型 新课

授课班级 17机电 授课时数 2

教学目标 1．熟识二极管的外形和符号 2．掌握二极管的单向导电性

教学重点 二极管的单向导电性

教学难点 二极管的反向特性

学情分析 学生初步了解晶体管，理解起来有些难度 学生具有半导体的相关知识 教学方法 实物观察法、图示法、实验总结法、多媒体演示法

教后记 通过知识讲解，学生对晶体二极管有了一定的认识，了解了二极管的单向导电性，并能利用所讲解的知识，熟练的根据外形读出二极管的正负极。

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引入 1．观察二极管的外形 2．得出共性特征：具有两个电极，将其拉入电路中会出现何种特性呢？ 3．演示实验 （1）实验电路

（2）现象 灯亮或不亮，说明电路导通或不通。 结论：有一类器件能单方向导电，这类器件是晶体二极管。

1.1.1 晶体二极管的单向导电性 1．结构：一个是正极，一个是负极 2．符号： 3．文字：V 4．结论： a．外加电压为正极高电位，负极低电位时二极管导通，正偏。 b．外加电压为负极高电位，正极低电位时，二极管截止，反偏。 单向导电性：晶体二极管加一定正向电压时导通，加反向电压时截止。

随堂练习 判断二极管是否导通

1.1.2 PN结 1．本征半导体：不加杂质的纯净半导体，如硅、锗。 2．载流子：半导体中存在的两种导电的带电物体。 （1）自由电子：带负电。 （2）空穴：带正电。 特性：在外电场的作用下具有定向移动的效应，能形成电流。 3．P型半导体：在本征半导体中掺三价元素。 空穴数大于自由电子数。 即：多数载流子为空穴，少数载流子为电子。 4．N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素。 即：多数载流子为电子，少数载流子为空穴。 注意：无论是P型、N型半导体，其正、负电荷总是相等的，整个半导体保持电中性。 5．PN结 采用掺杂工艺，使硅或锗的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体区域，在P区和N区的交界面形成一个具有特殊电性能的薄层，称为PN结。 将PN结加封装成二极管，从P区引出为正极，N区引出为负极。

（展示各种二极管）

（观察灯的发光情况）

（引导） （讨论、回答、评析）

（讲解） （讲解） （图形模

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结论： （1）PN结正向偏置时，电阻很小，导通。 （2）PN结反向偏置时，电阻很大，截止。

拟） （引导）

练习 1．画一个可使灯发光的二极管电路。 2．将以下器件串联，使二极管导通。 （学生完成） 3．画出图中的电流通路。 小结 半导体材料：硅、锗→P型、N型→PN结→单向导电性→二极管

布置作业 课内作业：1-1、1-2、1-3、1-4； 判断下图中二极管是否导通。

课 题 1.1.3～1.1.5 二极管的伏安特性、简单测试、分类、参数 课型 新课 授课班级 17机电 授课时数 2

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教学目标 1．熟悉二极管的伏安特性 2．会简单测试二极管 3．理解二极管的分类、型号及参数

教学重点 伏安特性、测试方法

教学难点 二极管的反向特性

学情分析 学生对二极管有了一定认识，掌握了二极管的基本特性 教学方法 实验法、讲授法、讨论法、多媒体演示法

教后记 通过本次课教学，学生对二极管有了一个新的认识，了解到不同的二极管有不同的文字名称和不同的图形符号，学生也能通过表格查阅不同二极管的名称

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A．复习 1．二极管的特性是 ，具体体现为加 电压导通，加 电压截止。 2．判断下列电路中二极管导通情况。

B．引入 从以上第1题来看，V是否能导通，需进一步研究二极管的伏安特性。

C．新授课 1.1.3 伏安特性 实验：二极管伏安特性测试 目的：得出二极管电流随二极管电压的变化关系 实验电路：

调节触头，使加于二极管两端的电压变化，观察毫安表的变化情况有以下结论： (1)当正向电压较小时，正向电流极小，称为死区，死区电压：硅0.5 V，锗0.2 V。 (2)当正向电压大于死区电压时，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。 (3)二极管导通后，两端电压基本稳定，一般硅为0.7 V，锗为0.3 V。 反向特性： (1)当加反向电压时，二极管反向电阻很大，电流极小，此时电流为反向饱和电流。 (2)当反向电压不超过反向击穿电压时，反向饱和电流几乎与反向电压无关。 (3)当反向电流在反向电压增大到一定时突然增大，此时反向电压为反向击穿电压。 击穿：电击穿——可恢复； 热击穿——不可恢复。 注意：二极管正向电流不能过大，为限制电流，应在二极管电路中加串联电阻起限流作用。

1.1.4 二极管的简单测试 一、测试基本原理 （1）二极管的伏安特性：正向时，电阻小，导通； 反向时，电阻大，截止。 （2）万用表电阻挡用万用表内部电源。 （填空） （练习） （学生回答） （讨论） （引导） （演示实验、观察变化） （讲解） （引导分析伏安特性） （引导） （提问，引起思考）

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注意：表内电池的正极与黑表笔相连，不能与万用表面板的“＋”、“－”相混。 二、测试方法 1．选用万用表R×100、R×1k挡 问题：为什么不选用R×1挡（电流较大） R×10k挡（电压较高，二极管损坏） 2．接线

3．结论 （1）一次电阻较大（大于几百千欧），一次电阻较小（几百欧、几千欧），说明二极管正常。 （2）阻值小的，与黑笔相接的为二极管的正极。

1.1.5 二极管的分类、型号和参数 1．分类 （1）材料：硅二极管、锗二极管 （2）结面积：点接触型、面接触型 （3）用途：整流、稳压、发光、光电、变容 2．主要参数 （1）最大整流电流IFM：二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。 （2）最高反向工作电压VRM：二极管允许承受的反向工作电压峰值，



31~21RMV反向击穿电压。

（3）反向漏电流IR：规定的反向电压和环境温度下的二极管反向电流值。IR越小，二极管的单向导电性能越好。

（实际操作）

练习 给学生发放不同类型的二极管，让学生利用万用表进行测量

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小结 1．集体二极管伏安特性 2．晶体二极管测试 3．集体二极管分类

布置作业 习题一 1-5，1-6，1-7

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课 题 1.2.1 晶体二极管整流电路 ---半波整流 课型 新课 授课班级 17机电 授课时数 1

教学目标 1．能理解整流的概念 2．掌握单相半波、全波整流电路的工作原理，会计算负载的整流二极管上的电压和电流

教学重点 整流电路中二极管的电压

教学难点 整流电路的工作原理和波形分析 学情分析 学生有《电工基础》中电路这一节知识做铺垫，同时也学习过交流电和直流电，这样学习本节知识就简单一些 教学方法 波形图法、观察法、逻辑推理法、多媒体演示法

教后记 通过本次课的讲解，学生理解二极管的半波及全波整流电路的工作原理，同时也能利用公式进行简单计算，但学生自行分析电路障碍是仍存在一些困难，需加强练习

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A．复习 1．硅二极管的门坎电压为 V，导通电压为 V。 锗二极管的门坎电压为 V，导通电压为 V。 2．比较硅二极管和锗二极管的反向漏电流。 3．说出以下电路中硅二极管能否导通及二极管上的电压。

导通Vv0.7 V 截止Vv3 V（反向） B．引入

利用二极管的单向导电性，可将交流电转成直流电，电路如何构成，工作原理怎样？

C．新授课 整流：将交流电转换成直流电的过程。 整流电路：利用晶体二极管的单相导电性，将单相交流时间性转换成直流电的电路。

1.2.1 单相半波整流电路 一、工作原理 1．电路构成

2．工作分析 （1）单相交流电压v1经变压器降压后输出为v2； （2）当v2正半周时，A为正，B为负。 二极管承受正向电压导通，电路有电流。 问题：a．标出电流方向。 b．若二极管电压为0，vL与v2的关系如何？ （3）当v2负半周时，B为正，A为负。 二极管随反向电压截止，电路中几乎无电流。 结论：负载RL上只有自上而下的单方向电流，即RL的电流为直流电流。 3．波形分析 a．v2与v1是变压关系，波形为正弦波。 b．正向导通时，vL与v2几乎相等，即vL随v2同步变化。 c．负载上的电流与电压波形类似，因为是阻性负载。 d．反向截止时，v2的电压加于二极管，二极管反向电压与v2负半周相同。（引导学生作出波形。） 二、负载和整流二极管上的电流 1．负载两端电压——以平均值表示

（学生回答）

（引导观察电路）

（引导分析） （讨论、回答、评析）

（解释“几乎”二字）

（点明波形分析关键几点）