晶体二极管(说课课件)2012
《晶体二极管》PPT课件 (2)
空穴称为多数载流子， 简称为多子；自由电子 称为少数载流子，简称 为少子。
7
（3）、多子和少子热平衡浓度
多子浓度约等于掺杂浓度。
当温度一定时，两种载流子的热平 衡浓度值的乘积恒等于本征载流子浓度 值n i 的平方。
整块晶体内部晶格排列完全一致的晶体称为单晶。硅和锗的单 晶称为本征半导体，它是制造半导体器件的基本材料。
3
（2）、本征激发和复合
价电子从外界获得能量，将挣脱共价键的束缚成为自 由电子，简称为电子。同时，在共价键中留下了空位， 称为空穴，（自由电子和空穴统称为载流子）这种现 象称为本征激发 。
半导体的温度特性。 复合是激发的逆过程。
导体为容易传导电流的物质，如银、铜、 铝等金属。
绝缘体为几乎不传导电流的物质，如橡 胶、陶瓷、塑料……等。
半导体是导电能力介于导体和绝缘体之 间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓 (GaAs)等。
2
1-1-1 本征半导体
（1）、本征半导体
硅和锗原子的简化模型
硅和锗晶体共价键结构示意图
将硅和锗提纯后制成晶体，其相邻原子之间靠共价键结合，
本征激发产生自由电子-空穴对
4
（3）、热平衡载流子浓度
当温度一定时，上述本征激发和复合在某一热平衡
载流子浓度值 n i（单位体积内的载流子数）上达到动
态平衡。
其值随温度升高而迅速增大，在室温附近，温度
每升高8℃时，硅的 n i 增加一倍、温度每升高12℃时， 锗的 n i 增加一倍，近似计算时认为温度每升高10℃ 时 n i 增大一倍。利用这种特性，本征半导体可以制 成热敏元件。另外，光照增强时 n i 也增大，导电能
晶体二极管ppt课件
+
VD2 = -12+6=-6v
uAO -
D1 , D2截止
UAO =-12V
思考题:
VD1
VD2
+
3v
3K 12v
uAO -
(c)
优先导通，
另一重新判断
习题
D1
D2
B
C
+
9V
2K 3V
3K U0
8V
-
求： U0 =？ U0 =8v
+5V
求输出电压u0 , D的导通电压为0.7v
D1
3.6V
u0
1.4V
D2
0.3V
D3
u0 =1V
习题
1、在本征半导体中掺入三价元素后的半导体称为
B
（ A、本征半导体 B、P型半导体 C、N型半导体）
2、N型半导体中少数载流子为 （A、自由电子 B、空穴 C、带正电的杂质离子） B
3、P型半导体是（ A、带正电 B、带负电 C、中性） C 4、PN结加正向电压时，其正向电流是 （A、多数载流子扩散形成的 B、多数载流子漂移形成的 C、少数载流子漂移形成的） A 5、在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体
反偏：是反向偏置的简称，反向偏置是指给PN结的
P端接电源的“-”极，N端接电源的“+”极的一种接法。 而PN结的反偏特性就是给PN结加反偏电压时所表现出的 特性。
晶体二极管（简称二极管）
构成:实质上就是一个PN结。
PN结+引线+管壳
+
阳极
PN
-
阴极
特性：单向导电性。 符号:
二极管的几种外形 主要用途：用于整流、开关、检波电路中。
晶体二极管说课稿
晶体二极管说课稿引言概述晶体二极管是一种常用的半导体器件，具有单向导电性质，广泛应用于电子电路中。
本文将对晶体二极管的基本原理、结构特点、工作特性、应用领域和未来发展进行详细介绍。
一、晶体二极管的基本原理1.1 半导体材料：晶体二极管通常使用硅或锗等半导体材料制造，这些材料具有导电性介于导体和绝缘体之间的特性。
1.2 P-N结：晶体二极管由P型半导体和N型半导体组成的P-N结构，P型半导体富含空穴，N型半导体富含自由电子，当二者结合时形成耗尽层。
1.3 正向导通和反向截止：在正向电压作用下，P-N结两侧的载流子会被推动，形成电流通过；在反向电压作用下，耗尽层会扩大，阻止电流通过。
二、晶体二极管的结构特点2.1 封装形式：晶体二极管通常采用玻璃封装或金属封装，以保护半导体材料不受外界环境影响。
2.2 极性标记：晶体二极管通常通过标记正负极性来区分，正极性端为P型半导体，负极性端为N型半导体。
2.3 尺寸小巧：晶体二极管体积小，重量轻，适合用于集成电路和微型电子设备中。
三、晶体二极管的工作特性3.1 正向导通特性：晶体二极管在正向电压下导通，具有低电压降和快速响应的特点。
3.2 反向截止特性：晶体二极管在反向电压下截止，具有高反向击穿电压和低反向漏电流。
3.3 温度特性：晶体二极管的导通特性会随温度变化而变化，需要在一定温度范围内工作。
四、晶体二极管的应用领域4.1 整流电路：晶体二极管常用于整流电路中，将交流电转换为直流电。
4.2 开关电路：晶体二极管可以作为开关元件使用，控制电路的导通和截止。
4.3 信号检测：晶体二极管可以用于信号检测和放大，提高电路的灵敏度和稳定性。
五、晶体二极管的未来发展5.1 高频特性：晶体二极管在高频电路中应用广泛，未来发展方向是提高其频率响应和响应速度。
5.2 低功耗：随着电子设备对能源的需求不断增加，晶体二极管需要不断优化，以降低功耗和提高效率。
5.3 集成化：晶体二极管的集成度将不断提高，未来可能实现更多功能的集成，满足电子设备对多功能的需求。
《晶体二极管》PPT课件_OK
RL
uo
t
uo t
(1-16)
二极管的应用举例2： ui
ui
R
uR RL
uR
t
uo t
uo
t
(1-17)
五、二极管的主要参数及选择原则
半导体器件的参数是对其特性的定量描述，是我们 正确使用和合理选择元器件的依据。
1、半导体二极管的主要参数有： ① 最大整流电流IF ：二极管长期工作时允许通过的 最大正向平均电流。 IF由PN结面积和外界散热条件决定，使用时，工作 电流不能超过IF且须满足散热条件，否则将烧坏二极 管。
DZ
iZRL uo
i
I zmin
U ZW RL
10mA
0.8ui iR U zW 10R 10 R 0.5k
(1-32)
五、 其它二极管
二极管种类繁多，除普通二极管和稳压管外， 还有：
变容二极管：其增量电容值随外加反向电压而 变化；
根据实测如下页图示：
显然，在图中仍可用PN结方程来描述二极管 的伏安特性。
5
6
其中： Si: U(on)= 0.5～ 0.7V Ge：U(on)= 0.1～ 0.3V
2、其他特性： 由于一只二极管就是一个PN结，故二极管
的特性与PN结的特性差不多，也同样具有： 单向导电性、温度特性、反向击穿特性 （这里不再赘述）
10
rD
1 k直
1 rD
ID U
Q
U
[IS
(eU /UT
1)]|U UQ
IQ IS UT
IQ UT
rD
UT IQ
11
上述推导中ID=IS (eU/VUT-1)为二极管在Q点时的 电流，所以rD通常称为二极管的增量结电阻或肖特 基电阻，再称为动态电阻。 再考虑到PN结的串联电阻rs，晶体二极管的小 信号电路模型如图： 这一模型在ΔU极小时成立，故是线性电路，同 时还考虑到了ΔU的工作频率较高时的PN结等效电 容Cj。 显然，晶体二极管的小信号模型受ΔU足够小的 限制，工程上要求|ΔU∣ < 5.2mV。
晶体二极管说课稿
晶体二极管说课稿一、引言晶体二极管（Diode）是一种重要的电子元件，具有单向导电性质，广泛应用于电子电路中。
本次说课将从晶体二极管的基本原理、结构特点、工作特性以及应用领域等方面进行介绍。
二、晶体二极管的基本原理晶体二极管是由P型半导体和N型半导体组成的结构，通过P-N结的正向偏置和反向偏置，实现了电流的单向导通。
在正向偏置下，P型半导体中的多数载流子和N型半导体中的少数载流子发生复合，形成电流流动；而在反向偏置下，由于P-N结的电场作用，形成为了高电场区域，使得少数载流子被阻挡，实现了电流的截断。
三、晶体二极管的结构特点晶体二极管普通由P型半导体和N型半导体通过扩散或者外延生长工艺制作而成。
其结构特点包括以下几个方面：1. P-N结：晶体二极管的核心部份是P-N结，即P型半导体和N型半导体之间的结界面。
P型半导体中的掺杂原子与N型半导体中的掺杂原子形成为了电子云密度不均匀的区域，从而形成为了P-N结。
2. 金属引线：晶体二极管通过金属引线与外部电路连接，实现电流的输入和输出。
3. 封装材料：晶体二极管普通采用环氧树脂等材料进行封装，以保护其内部结构不受外界环境的影响。
四、晶体二极管的工作特性晶体二极管具有正向导通和反向截断两种工作状态，其工作特性如下：1. 正向导通特性：在正向偏置下，晶体二极管的导通电压普通为0.6V-0.7V，此时电流流经P-N结，实现导通。
2. 反向截断特性：在反向偏置下，晶体二极管的电流非常小，可以近似看做是截断状态，此时电流几乎不流动。
五、晶体二极管的应用领域晶体二极管作为一种常见的电子元件，广泛应用于各个领域。
以下是几个常见的应用领域：1. 整流电路：晶体二极管可以将交流电信号转换为直流电信号，被广泛应用于电源电路中。
2. 信号检测：晶体二极管可以用作信号检测元件，实现对信号的整形和检测。
3. 光电转换：晶体二极管的PN结可以吸收光能，并将其转化为电能，用于光电传感器和光电耦合等应用。
晶体二极管-完整版课件
二极管的特性：具有单向导电性，一般只允许电流由单一方向流过。 故二极管有正（阳）、负（阴）极之分。 二极管极性的判别方法：色点和色环的一端为负极（如图所示）；发 光二极管的引脚长短也能判别出正负极，未经处理的发光二极管引脚 长的为正极（如图所示）。
使用二极管时,工作参数不能 超过二极管的额定参数（电 流、电压、温度等），否则 就会损坏二极管。
普通二极管 稳压二极管 发光二极管 光电二极管
常用的二极管外形、电路符号
发光二极管也被称LED，它主要被用于电源指示，作为新型光源现在 也被作为照明使用，它节能使用寿命长的卓越性能是无与伦比，它和 用于显示的数码管的身影在我们生活中随处可见。以下是常用的发光 二极管和数码管的外形。
常用发光二极管、数码管外形
高中通用技术
附录
电子元器件
考试内容
要求 属性
①常用电阻器、电容器、电感器的外形特征、电路符 b
号与标称值 b
②常见二极管及电路符号、特性，正负电极的判断 ③常用的三极管及电路符号，三极管三个电极、电流
b 放大作用及三个工作区
加试
四、晶体பைடு நூலகம்极管
简称二极管，是由一个半导体PN结和两个电极和管壳组成。在电路中 主要用作整流、检波、稳压等。常用二极管的外形和电路符号如下。
晶体二极管ppt课件
+
+
注意－： PN－结处－于动态－平衡时+，扩+散电流+ 与漂+移电流
相抵消，通过 PN 结的电流为零。 多子扩散电流
少子漂移电流
动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂22移电流 总电流＝0
2、内建电位差：
1.2 PN结
VB
VT ln
NaNd ni2
室温时
锗管 VB 0.2 ~ 0.3 V 硅管 VB 0.5 ~ 0.7 V
→多子扩散形成正向电流I F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － － 正－向电流 + + + +
－ － －－ ++ + +
内电场 E
24
R
1.2 PN结与二极管
2、加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
J nd
(q)Dn
dn( x) dx
x
18
小结
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间 在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自
由电子，故有一定的导电能力，其导电能力主要 由温度决定
杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决 定，P型半导体空穴是多子，自由电子是少子，N 型半导体中自由电子式多子，空穴是少子
V(B
IR 急剧 ，
R)
PN 结反向击穿。
ID OV
雪崩击穿 齐纳击穿
PN 结掺杂浓度较低(l0 较宽) 发生条件 外加反向电压较大(> 6 V)
晶体二极管(电子技术课件)
晶体二极管晶体二极管的知识全解•普通二极管的基础知识•二极管的工作原理•二极管故障处理方法解说•二极管重要特性二极管外形特征1）二极管共有两个引脚，两个引脚轴向伸出；2）二极管的体积不大，比一般电阻要小些；3）部分二极管的外壳上标有二极管电路符号。
正极，电流从正极流向负极电流方向此三角形表示电流方向负极电路符号名称新电路符号旧电路符号发光二极管稳压二极管几种常用二极管的电路符号二极管工作原理二极管结构P型材料端是正极性引脚P型半导体N型半导体N型材料端是负极性引脚耗尽区PN结二极管有导通和截止两种工作状态，而且导通和截止有一定的工作条件。
如果给二极管的正极加上高于负极的电压，称为二极管的正向偏置电压，当该电压达到一定数值时二极管导通，导通后二极管相当于一个导体，电阻很小，相当于接通，如图所示。
二极管导通的条件：正向偏置电压大到一定程度，二极管处于导通状态，对于硅管而言为0.7V ，对于锗管而言为0.2V 。
R1IVD1E1E1R1VD1电流从VD1正极流向负极二极管正极为正电压，处于正向偏置状态二极管导通通路VD1E1E1VD1R1R1如果给二极管的正极加的电压低于负极加的电压，称为二极管的反向偏置电压，给二极管加反向偏置电压后，二极管截止，二极管两引脚间电阻很大，相当于开路，如图所示。
二极管正极为负电压，处于反向偏置状态二极管截止，为开路，回路中没有电流综上所述，给二极管加上一定正向电压二极管处于导通状态，给二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态。
（正向导通，反向截止）电压极性及状态工作状态正向偏置电压足够大二极管正向导通，两引脚间电阻很小正向偏置电压不够大二极管不足以正向导通，两引脚间内阻还比较大反向偏置电压不太大二极管截止，两个引脚之间的内阻很大反向偏置电压很大二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小，二极管无单向导电性，二极管损坏分析二极管工作状态时，应判断二极管是导通还是截止。
下表是二极管工作状态识别方法，表中，“+”表示正极性电压，“-”表示负极性电压。
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、
。 。 之间
，加反向电压时 和
3.二极管的伏安特性是指流过二极管的 的关系。
4.从二极管的伏安特性曲线上我们知道：一般硅二极管 的“死区”电压约为 V。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 V，锗二极管约为 V。
《电子技术基础与技能》 张金华主编 说教法
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以学生为主体，落实教学目标。
以学生为中心，教师采用“探究— 发现—证明—应用”的教学模式；突出 活动的组织设计与方法的引导，为学生 搭建参与、交流的平台。
多种教学手段并用，解决重、难点
结合本节教材的重点难点和我们学生 的特点，考虑到中职学校学生已经具有一 定的思维能力，主要突出能力目标的实现。 采取情境教学、实验教学、探究教学、多 媒体动画演示等教学方法，把主动权交给 学生，使学生主动参与到课堂中来。
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《电子技术基础与技能》 张金华主编
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学情分析
授课对象： 职专12春电子电工班
理论基础差 分析能力较弱
好奇心强
对具体事务 比较感兴趣
喜欢动手 和实践操作
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难 点 问 题 解 决
涉县职教中心 张晓刚
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分组讨论：当加在二极管两端的电压大小 和方向发生变化时，流过二极管的电流又是如 何变化的呢？ 教师引导学生在原有实验基础上设计新电 路，一起研究二极管电压和电流的关系。教师 和学生一起动手做“研究二极管电压电流关系” 的演示实验，边做边指导学生读数并让学生记 录实验数据；根据数据一起做练习：绘制出 “二极管伏安特性曲线”；利用多媒体课件具 体分析“二极管伏安特性曲线”的特点，并介 绍二极管的主要参数。这个过程重在强化“实 验―记录数据―分析数据―总结规律”的研究 方法，并改变以往演示实验的做法，充分发挥 学生的主体地位。教师引导学生动脑设计、亲 自操作、相互交流、归纳总结，使学生既学习 知识又锻炼能力，爱学更会学。
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教学目标
情感目标
能力目标
知识目标
1.了解二极管 的结构、符 号、主要参 数。 2.掌握二极 管的单向导 电特性及伏 安特性。
1.掌握二极 管极型辨别 的方法。 2.能简单分 析和总结二 极管的单向 导电性和伏 安特性。
1.培养学生的 协作意识和 创新意识。 2.增强学生 学习专业知 识的信心。
“创新杯”河北省中等职业学校教师说课比赛
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授课教师：张晓刚
2012年6月 石家庄
课件制作：Office Power point 2010 绘图：Office Visio 2010
《电子技术基础与技能》 张金华主编
高等教育出版社出版
说课
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2
《电子技术基础与技能》 张金华主编
高等教育出版社出版
本节课说课步骤::::::::
说
教材
说
教法
说
学法
说
教学过程
说
教学反思
注意！现在开 始说课！
《电子技术基础与技能》 张金华主编
高等教育出版社出版
地位和作用：本节内容是介绍二极管的
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“创新杯”河北省中等职业学校教师说课比赛
2012年6月27日 石家庄
课件制作：Office Power point 2010 绘图：Office Visio 2010
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22
手机充电器
2、以组为单位分发各种类型的 二极管若干，观察，认识二极管。 同学间相互讨论二极管的组成结 构和二极管上银环的意义引出二 极管的极型判别。 常见二极管
注:可以有效地实现专业与产业、企业、岗位对接。
14
《电子技术基础与技能》 张金华主编 课堂互动
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重 点 问 题 解 决
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16
《电子技术基础与技能》 张金华主编
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总结教学
1.半导体二极管的概念、 符号。（了解、掌握）
2.半导体二极管的单向导 电性。（重点）
3.半导体二极管的伏安特 性。（难点）
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《电子技术基础与技能》 张金华主编 拓展训练
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《电子技术基础与技能》 张金华主编 说学法
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以学生为主体，自主、合作、探究。
引导学生采用自主学习法、动 手实验、分析讨论、归纳总结等 学习方法，培养学生的动口、动 手、动脑和团结协作的能力，发 挥学生的主观能动性，激发学生 的学习兴趣，活跃课堂气氛。
注：上选题目均是日常测试必考题
目，也是学生们参加专业资格证书考 试的常考题目，可以有效的实现了专 业课程内容与职业标准对接；学历证 书与职业资格对接。
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《电子技术基础与技能》 张金华主编 作业布置
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作业1
结合本节 课的学习， 用自己的话 表述二极管 的伏安特性， 并画出其特 性曲线。
作业2
画出二极 管的符号， 写出他的组 成部分？
设计意图：2个作业的布置，主要目的是让学生带着问题离开课堂， 在合作学习的基础上进一步锻炼学生自主学习能力。
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理论联系实际，强化动手，突出技能训练。
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《电子技术基础与技能》 张金华主编 说学法
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做 中 学 学 中 做
理论联系实际，强化动手，突出技能训练。
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《电子技术基础与技能》 张金华主编
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教具使用 教学准备
多媒体课件
随书4A教学资源网
万 用 表 不同类型的二极管若干
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手机充电器
12
《电子技术基础与技能》 张金华主编
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教学过程
导入新课（3分钟） 探究新知（30分钟） 总结教学（3分钟） 拓展训练（5分钟） 作业布置（1分钟） 课后反思（3分钟）
《电子技术基础与技能》 张金华主编
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晶体二极管 晶体二极管 一、二极管的基本知识：
1.二极管的概念 2.二极管的结构、符号 二、二极管的伏安特性曲线： 1.经过原点 2.正向特性 3.反向特性 三、二极管主要参数： IF VRM 四、作业
板书是教学内容的高度浓缩，体现授课的主要内 容和整体思路，应突出教学重点，给学生留下完整而 深刻的印象。
基础知识及其在工程技术中的应用。它们是 电子电工类（行业）工种所必备的基础知识 和基本技能。这些知识不仅是进一步学习 《电子技术基础与技能》的基础，而且在生 产和生活中也起着举足轻重的作用。
实践性
操作性
实用性
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4
《电子技术基础与技能》 张金华主编 教材处理
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6 6
《电子技术基础与技能》 张金华主编 重点/难点
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重点
难点
二极管单向导电性。
二极管的伏安特性。
关键点
在知道二极管的单向导电性和 伏安特性基础上会判断二极管的质 量好坏及极性判别方法。
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高等教育出版社出版
简化理论知 学会原理性 识点的讲解 知识的应用
做什么/怎么做 先实践/后理论
寓教于道
在学和做的过程中培 养学生仔细观察，分组合作， 协调配合，共同解决问题、完 成项目的良好职业道德。
5
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《电子技术基础与技能》 张金华主编
《电子技术基础与技能》 张金华主编
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教学反思
调查问卷结果显示，本节课教学效果如下：
喜欢上 课模式
方法能 力掌握
专业能 力掌握
情感目 标掌握
98%
97.6%
98%
97.1%
附：涉县职教中心教学活动评价表
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《电子技术基础与技能》 张金华主编 创设情境 导入新知
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分 组 教 学
团 队 合 作
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