中职 《电子技术基础》第四版 电子教案

《电子技术基础》教案返回目录目录§1－1半导体的基本知识§2－1半导体三极管§2－2共射极基本放大电路§2－3分压式射极偏压电路§2－4多级放大器§2－5负反馈放大电路§2－6功率放大电路§3－1差动放大电路§3－2集成运算放大器概述§3－3集成运算放大器的基本电路§3－4集成运算放大器的应用电路§3－5集成运放的使用常识§4－1正弦波振荡电路的基本原理§4－2LC正弦波振荡电路§4－3RC正弦波振荡电路§4－4石英晶体振荡电路§5－1单相整流电路§5－2整流器件的选用§5－3滤波电路§5－4稳压电路§5－5集成稳压器§5－6开关型稳压电源简介§6－1晶闸管§6－2晶闸管整流电路§6－3负载类型对晶闸管整流的影响§6－4晶闸管的选择和保护§6－5晶闸管的触发电路§6－6晶闸管的其它应用电路§6－7双向晶闸管简介§1－2半导体二极管（点击目录以打开相应章节）《电子技术基础》（第四版）中国劳动与社会保障出版社ISBN978-7-5045-6043-8《电子技术基础》教案返回目录§1－1半导体的基本知识一、半导体的基本概念物质按照导电能力分为：导体：容易导电绝缘体：不导电半导体：导电性能随条件变化影响半导体导电性能（电阻值）的常见条件因素有：1、温度：称热敏特性，电阻值随温度变化。2、光照：称光敏特性，电阻值随亮度变化。3、杂质：称掺杂特性，电阻值随掺入的微量元素显著变化。嵌入式消毒碗柜电子温度计电子体温计温度显示窗热敏电阻声光控开关（楼梯灯开关）在夜晚，人上楼梯发出的脚步声会自动点亮楼梯灯；在白天，哪怕使劲跺脚发出巨大声响，楼梯灯还是不会点亮，为什么？开关面板上的窗口有什么作用？光控灯实验电路（上届学生作品）光敏电阻红外接收管光电二极管《电子技术基础》教案返回目录杂质半导体和PN结纯净的半导体称为本征半导体，一般由硅(Si)或锗(Ge)两种材料制造。它们都是四价元素，导电能力微弱，没有实用价值。但是本征半导体中掺入微量元素后，导电能力显著改变，按照掺入杂质的不同，分为以下两种：P型半导体：在本征半导体内掺入少量三价元素杂质（如硼）形成。N型半导体：在本征半导体内掺入少量五价元素杂质（如磷）形成。PNP型半导体或者N型半导体虽然具备导电能力，但单纯的一块P型半导体或者一块N型半导体还是没有实用价值。把P型半导体和N型半导体结合到一块，交界处形成一个很特殊的薄层，称为PN结，有特殊的导电性能，这是制造半导体器件的基础。把这个PN结用管壳封装成一体、并分别从P型半导体和N型半导体各引一个电极出来，这样构成的器件叫二极管，因此，PN结的导电特性可用二极管的实验来导出。＋—＋—二极管的符号二极管的典型外观负极标志＋—《电子技术基础》教案返回目录PN结（即二极管）的基本特性实验一：请2位同学上台进行如下实验的演示实验电路图：实验设备如下：12V蓄电池12V灯泡连接线若干二极管灯泡亮吗？再把二极管反过来接试试看请分析得出什么结论？《电子技术基础》教案返回目录PN结（即二极管）的基本特性实验结论：PN结具有单向导电性PN＋—电流只能单个方向流过PN结，只能由P区流向N区，即从二极管正极流向负极。正向偏置——导通；反向偏置——截止《电子技术基础》教案返回目录§1－2半导体二极管二极管的种类(1）按材料分:有硅二极管,锗二极管和砷化镓二极管等。(2）按结构分:根据PN结面积大小,有点接触型、面接触型二极管。(3）按用途分:有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、阻尼等二极管。(4）按封装形式分:有塑封、玻璃封及金属封装等。(5）按功率分:有大功率、中功率及小功率等二极管。《电子技术基础》教案返回目录常见各种类型二极管的外观塑料封装整流管玻璃封装稳压/普通管金属封装大功率管发光二极管贴片二极管快恢复二极管半桥整流堆（复合2只）桥式整流堆（复合4只）由图可见二极管型号比较多样，如今很少厂家按书本提到的命名方法定型号，有兴趣同学自己参考一下课本。《电子技术基础》教案返回目录实验二：1、按下图连接实验设备限流电阻数字万用表（电流表）数显可调稳压电源二极管输出电压（V）电流读数(mA)2、记录在不同电压时的电流表读数，填入下表：3、按照下表绘出电压－电流的关系图（坐标）U(V)I(mA)00.40.60.8二极管的正向伏安特性图4、总结实验，由图可见：（1）、小于0.5V时I很小，二极管截止，称0.5V为死区电压（2）、达0.7V时I急剧增大，二极管导通，称0.7V为导通电压《电子技术基础》教案返回目录7、总结实验，由图可见：（1）、反向电压小于某个电压值时I很小，二极管截止。（2）、反向电压达到某个电压值时I急剧增大，二极管击穿。（3）、反向电压达到击穿电压后，时间一长二极管将会烧毁。6、按照下表绘出电压－电流的关系图（坐标）U(V)I(mA)0二极管的反向伏安特性图现在将二极管极性调转连接，测试其反向伏安特性5、按照下表缓慢增大稳压电源的输出电压，直到电流表读数显著增大为止输出电压（V）电流读数(mA)102030405060708090100110120击穿电压现在把二极管换成锗管2AP4再重复上述实验，并归纳实验结果，看看与之前硅管有何不同。锗管的死区电压为0.2V，导通电压为0.3V《电子技术基础》教案返回目录半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IF2.最大反向工作电压URM3.反向饱和电流IR例1－11、若V为硅管，AB两端电压为多少？2、若V为锗管，AB两端电压为多少？3、若V为理想二极管，AB两端电压为多少？4、若将二极管V反接，AB两端电压为多少？《电子技术基础》教案返回目录二极管的检测检测依据：二极管的单向导电性？？正向偏置：阻值很小（导通）反向偏置：阻值很大（截止）即可见，我们可以用万用表电阻档检测二极管的正反向阻值来判断二极管性能。1、调零选择R×100档位，将两支表笔短路，调节万用表的调零旋钮使指针摆到最右边指着0的位置。调零旋钮《电子技术基础》教案返回目录二极管的检测2、测量正向电阻.对于指针式万用表，黑表笔连接着万用表内部电池的正极，所以是黑表笔流出电流，因此测正向电阻时黑表笔接二极管的正极，如图正常的二极管正向电阻值较小，指针摆幅大3、测量反向电阻.测反向电阻时红表笔接二极管的正极，如图正常的二极管反向电阻值很大，指针不摆动《电子技术基础》教案返回目录作业P9—1、2、3、4、5、6《电子技术基础》教案返回目录§2－1半导体三极管一、半导体三极管的结构、符号和类型1、结构和符号（1）、NPN结构三极管PNN集电极（c）发射极（e）基极（b）3块半导体区集电结发射结2个PN结3个电极2个PN结注意：这3块半导体和2个PN结的工艺特殊，所以：（1）、不能简单理解成2个二极管的反向串联（2）、集电结和发射结不能互换使用。发射结的电流方向《电子技术基础》教案返回目录§2－1半导体三极管一、半导体三极管的结构、符号和类型1、结构和符号（1）、NPN结构三极管PN集电极（c）发射极（e）基极（b）集电结发射结P（2）、PNP结构三极管发射结的电流方向《电子技术基础》教案返回目录2、三极管的类型三极管的种类很多,(1)按其结构类型分为NPN管和PNP管;(2)按其制作的半导体材料分为硅管和锗管;(3)按工作频率分为高频管和低频管;(4)按功率分为小功率、中功率、大功率管。小功率三极管国产塑封日本、美国生产bcebcebcebcec极性标志贴片安装三极管金属封装三极管bce中功率三极管bcebce安装散热器的螺丝孔塑料封装中功率三极管铝合金板散热器bce大功率三极管bcebe塑料封装大功率三极管c金属封装大功率三极管安装散热器的螺丝孔铝合金板散热器安装散热器的螺丝孔同时兼作C极引出脚三极管的型号命名方法三极管型号多样，实际上厂家在生产三极管时很少按照书本的命名方法去定型号，该内容请课后自行参考书本。《电子技术基础》教案返回目录二、三极管的放大作用实验环节：1、按下图连接实验设备IbIcIe数字万用表（电流表）检测B极电流Ib数显可调稳压电源数显可调稳压电源变阻器数字万用表（电流表）检测E极电流Ie数字万用表（电流表）检测C极电流Ic2、调节Rb（滑动变阻器）6次使得Ib分别如下表，记录相应的Ic和Ie读数序号项目12345600.010.020.030.040.05Ib(mA)Ic(mA)Ie(mA)3、分析实验数据，得出实验结论（1）、Ib、Ic、Ie三者之间有什么关系？（2）、Ib和Ic两者之间有什么关系？（3）、Ic和Ie两者之间有什么关系？（1）、Ic≈Ie》Ib（2）、每次实验Ic和Ib两者的比值都相等即：Ic＝β×Ib（β称放大倍数）（3）、Ie＝Ib＋Ic＝（1＋β）Ib可见，三极管要实现放大作用的外部条件是：发射结正向偏置,集电结反向偏置。现在把三极管换成PNP型的再做一次实验，请注意PNP型管应该如何接线。《电子技术基础》教案返回目录最后请大家把E极的电流表去掉，并将B极和C极的数字电流表换成指针式的uA表和mA表，然后来回调节变阻器，不用记录任何数据，只要观察两个表的变化规律，更直观地来体会一下三极管的电流放大作用。IB只要有几十微安的变化，就会引起IC有几十毫安的同方向变化，变化量被扩大了千多倍。IbIc二、三极管的放大作用《电子技术基础》教案返回目录三、三极管的特性曲线IbIcIecN输入回路输出回路1、输入特性NebPIb从输入回路看Ib只跟一个发射结有关，与集电结没关，所以等效成了一个二极管，b极相当二极管的正极，e极相当负极，因此三极管的输入特性就是二极管的伏安特性。Ube(V)Ib(uA)00.40.60.8三极管的输入特性图（二极管正向伏安特性图）实际上输入特性曲线与C、E极之间电压有一定关系，如果在C、E极之间加上大于1V电压，输入特性曲线略微右移一点《电子技术基础》教案返回目录三、三极管的特性曲线2、输出特性cNNebPIbIc从输出回路看Ic与发射结、集电结均有关系，所以三极管的输出特性就比较复杂，即要反映Ic和Ube的关系，又要反映Ic和Ib的关系。IbIcIe输入回路输出回路（1）截止区：IB＝0,三极管截止，IC接近0，CE极之间相当开路（2）放大区：IC受IB的控制，即有IC＝βIB（3）饱和区：UCE很小(≈0.3V)，CE之间相当短路，IC很大且不受IB控制用三极管做放大器时要避免三极管工作在截止区或饱和区。用三极管做开关用途时，饱和区为开关通态，截止区为开关断态。要避免三极管工作在放大区。截止区：发射结反偏（或零偏），集电结反偏。饱和区：发射结正偏，集电结正偏。判断依据《电子技术基础》教案返回目录例2－1判断下面三极管的工作状态截止区：发射结反偏（或零偏），集电结反偏。饱和区：发射结正偏，集电结正偏。判断依据《电子技术基础》教案返回目录四、三极管的主要参数三极管的参数是用来表征其性能和适用范围的,也是评价三极管质量以及选择三极管的依据。常用的主要参数有:（1）电流放大系数：hfe、β（2）反向饱和电流ICBO（3）穿透电流ICEO（4）集电极最大允许电流ICM（5）集电极—发射极间的击穿电压U（BR）CEO（6）集电极最大耗散功率PCM《电子技术基础》教案返回目录五、三极管的识别与检测很多资料、教材、包括我们的课本都会教我们用万用表去判断三极管的管型（NPN或PNP）、引脚极性（区分哪个是B/C/E极）、以及放大系数等等，在早期，三极管的外观和引脚排列多样化，这些测试方法普遍让初学者难以承受，如今三极管的外形和引脚排列日趋标准化、单一化，给测试带来很大方便，测试时记住如下几点，一般即可满足实际需要。1、记住三极管的两种结构cNNebPbNePcNPbec测试时，一个PNP三极管等效成两个二极管，电流能从B流向C或E，即黑表笔（机械表）接B极、红表笔接C或E极时导通，其它任何接法都截止。cNebPPecb测试时，一个PNP三极管等效成两个二极管，电流能从C或E流向B，即红表笔（机械表）接B极、黑表笔接C或E极时导通，其它任何接法都截止。把一个三极管看作两个二极管，能测出B极并