晶体二极管及其特性教案

附件1：教案格式参赛教师：教案序号：教学内容第四章第一节第一课时晶体二极管及其特性教学对象某某班授课时间2012年10月12日教学目的1、了解半导体的基本知识；2、掌握PN结的形成过程及基本特性；3、理解晶体二极管的伏安特性和主要参数。教学重点难点重点：掌握PN结的基本特性难点：晶体二极管的伏安特性教学方法课堂板书教学教学步骤与内容教学步骤与内容教学方法时间分配一、复习导入电子技术发展异常迅速，应用很广。而半导体管是电子电路的心脏。本节我们主要来学习半导体基本知识及PN结的形成，及晶体二极管的特性。2分钟二、新知学习一、半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。1、本征半导体（1）定义：不含其它杂质的纯净半导体称为本征半导体。（2）结构：硅和锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。硅(锗)的原子结构10分钟硅(锗)的共价键结构（3）本征激发：指半导体在加热或光照作用下，产生电子————空穴对的现象。（4）载流子本征半导体中存在自由电子和空穴两种载流子，但由于其载流子数量太少，且受温度影响太明显，因此本征半导体不能直接用来制造晶体二极管。2、掺杂半导体（1）定义：在本征半导体中掺入微量的杂质元素，就形成了掺杂半导体。（2）N型半导体在本征半导体中掺入少量五价元素原子，称为N型半导体。其多数载流子为电子，少数载流子为空穴，主要靠自由电子导电。（3）P型半导体在本征半导体中参入少量三家元素原子，称为P型半导体。其多数载流子为空穴，少数载流子为电子，主要靠空穴导电。二、PN结的形成和特性1、定义：将P型和N型半导体经过一定的制造工艺紧密结合起来，在它们的交界面上就形成了PN结。2、PN结的形成过程由于P型半导体一侧的多数载流子为空穴，空穴浓度较大，而N型半导体一侧的多数载流子为电子，电子浓度较大，中宗差异使这些多子越过交界面向另一侧扩散。但是，由于电子和空穴都是带电的，他们的扩散结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了，P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区的一侧因失去电子而留下不能移动的正离子，这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷。它们集中在P区和N区交界面附近，形成了一个很满的空间电荷区，这就是我们所说的PN结。3、PN结的单向导电性PN结在未加外加电压时，扩散运动与漂移运动处于动态平衡，通过PN结的电流为0。（1）外加正向电压P区接电源正极，N区接电源负极，即给PN结加正向电压，PN结导通，有电流通过。（2）外加反向电压P区接电源负极，N区接电源正极，即给PN结加正向电压，PN结截止，没有电流通过。三、晶体二极管1、二极管实际上就是一个PN结，在结的两端街上电极引线，外加管或用塑料封装而成，P型半导体端为阳极A，N型半导体端为阴极K。2、符号3、单向导电性由于二极管实际上就是一个PN结，所以二极管具有单向导电性，即阳极接电源正极，阴极接电源负极，二极管导通。4、伏安特性二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。（1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）①死区：当正向电压较小时，正向电流极小，二极管呈现很大的电阻，如图中OA段，通常把这个范围称为死区。死区电压：硅二极管0.5V左右，锗二极管0.1V0.2V。②正向导通：当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。导通电压：硅二极管0.6V0.7V，锗二极管0.2V0.3V。（2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压）①反向饱和电流：当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。②反向击穿：若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。普通二极管不允许出现此种状态。由二极管的伏安特性可知，二极管属于非线性器件。5、二极管的主要参数（1）最大整流电流FI：二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。（2）最高反向工作电压RMV：二极管正常使用时允许加的最高反向电压。三、课堂小结1、导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。不含其它杂质的纯净半导体称为本征半导体；在本征半导体中掺入微量的杂质元素，就形成了掺杂半导体。2、将P型和N型半导体经过一定的制造工艺紧密结合起来，在它们的交界面上就形成了PN结，PN结具有单向导电性。3、用PN结可制成二极管。4、二极管的伏安特性分正向特性和反向特性两部分。5、二极管的主要参数。3分钟四、作业布置五、教学后记