电子线路第二章教案分解.doc

课题第二章晶体三极管和场效晶体管课型新课授课班级授课时数1教学目标1掌握三极管的结构、分类和符号2理解三极管的工作电压和基本连接方式3理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的放大作用教学重点三极管结构、分类、电流分配和放大作用教学难点电流分配和放大作用新课A引入在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。B新授课2.1.1三极管的结构、分类和符号一、晶体三极管的基本结构1观察外形2三极管的结构图 三极：发射极、基极、集电极两结：发射结、集电结三区：发射区、基区、集电区3特点（1）发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发射载流子。（2）基区很薄，掺杂少，载流子易于通过。（3）集电区比发射区体积大且掺杂少，收集载流子。注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。二、图形符号 aNPN型 bPNP型三、分类1内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型2工作频率分类：低频管和高频管3以半导体材料分：锗、硅2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式一、三极管的工作电压1三极管工作时，发射结加正向电压，集电结加反向电压。2偏置电压：基极与发射极之间的电压。二、三极管在电路中的基本连接方式1共发射极接法共用发射极2共基极接法共用基极3共集电极接法共用集电极2.1.3三极管内电流的分配和放大作用一、电流分配关系 三极管的特殊构造，使三极管具有特殊作用。1实验电路2三极管中电流分配关系（1）IE = IC+IB。（2）基极电流IB很小，所以IE = IC。3ICEO 基极开路时c、e的电流 ICEO越小，说明温度稳定性越好。4ICBO发射极开路时c、b间的电流 集电极、基极反向饱和电流二、电流放大作用1当IB有较小变化时，IC就有较大变化2交流电流放大系数：注意：工作电流不同，不同，在IC较大范围内，变化很小。3直流电流放大系数4ICbIBIC b IBICEO（讲解）（引导：比较两种符号，箭头说明发射结导通的方向）（学生观察）教师讲授练习小结三极管结构分类电流分配关系布置作业习题二 2-1，2-2，2-3，2-4教学后记课题2.1.4三极管的输入和输出特性课型新课授课班级授课时数1教学目标1熟悉三极管的输入和输出特性曲线2能正确指出输出特性曲线的三个区域，明确三极管的三个状态3能正确判别三极管的三个状态教学重点三极管的输出特性曲线、工作状态教学难点工作状态的判别新课A复习 1三极管的类型、分类、结构。2三极管的电流分配关系。3三极管的电流放大作用。B引入三极管的基本作用已经明了，还需进一步了解三极管的特性，包括输入特性和输出特性的特性曲线，三极管在不同电压条件下的工作状态等。C新授课一、三极管共发射极输入特性1定义：VBE与IB的数量关系。2输入特性曲线对每一个固定的VCE值，IB随VBE的变化关系。（1）当VCE增大时，曲线应右移。（2）当VBE > 0.3 V时，曲线非常靠近。（3）当VBE大于发射结死区电压时，IB开始导通。导通后VBE的电压称为发射结正向电压或导通电压值，硅管为0.7 V，锗管约为0.3 V。二、晶体三极管的输出特性曲线1定义每一个固定的IB值，测出IC和VCE对应值的关系。2三个区域（1）截止区：IB = 0，三极管截止，IB = 0以下的区域。IB = 0，IC0，即为ICEO。三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。（2）饱和区：VCE较小的区域。IC不随IB的增大而变化。饱和时的VCE值为饱和压降。VCES：硅管为0.3 V，锗管为0.1 V。发射结、集电结都正偏，处于饱和。（3）放大区：IC受IB控制，IC=bIB，具有电流放大作用。恒流特性：IB一定，IC不随VCB变化，IC恒定。发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态。总结：三极管工作状态由偏置情况决定。放 大截 止饱 和发射结正偏集电结反偏发射结反偏或零偏发射结正偏集电结正偏NPNVCVBVEVBVEVBVE，VCVEPNPVCVBVEVBVEVBVE，VCVE例题：1判别三极管的工作状态 2将上题改为PNP型硅管再作判别。3判断三极管的放大状态，各极名称、管型。 4根据输出特性曲线计算直流放大系数、交流放大系数、ICEO、ICBO等（学生根据电路图写公式）（本组题为已知管型。）指导：先看VBE再看VBC，NPN多为硅管，PNP多为锗管，饱和区VCE0.3V）（本组题为未知管型仅知管脚电位）指导：1中间电位值的为基极。2电位值接近基极的为发射极。电位值与基极相差较大的是集电极。3VBE=0.7V或接近，为NPNVBE=-0.3V或接近，为PNP）练习习题二2-6，2-7，2-8，2-9小结1三极管特性曲线2三个区域、三个状态3三个状态判别的方法布置作业教学后记课题2.1.5三极管的主要参数课型新课授课班级授课时数1教学目标1了解三极管的主要参数。2会简单测试三极管硅管、锗管。教学重点参数和测试教学难点测试新课A复习1三极管的输入、输出特性曲线。2三极管的三个区域、三个状态。3各个状态的特性。B引入学习了三极管的基本特性，要正确使用三极管必须了解三极管的参数，并会测试三极管。C新授课2.1.5三极管的主要参数一、共发射极电流放大系数1共发射极直流放大系数2共发射极交流放大系数b在同等工作条件下，=b二、极间反向饱和电流1集电极-基极反向饱和电流ICBO2集电极-发射极反向电流（穿透电流）ICEO关系：ICEO =（1+b）ICBO三、极限参数 三极管正常工作时，允许的最大电流、电压和功率等极限数值。1集电极电大允许电流ICM若IC过大，b将下降；当ICICM，b将下降很多。2集电极最大允许耗散功率PCMPCM最大允许平均功率是IC和VCB乘积允许最大值。3集电极发射极反向击穿电压VCEO基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，电压超过此值后，会电击穿导致热击穿，损坏管子。2.1.6三极管或锗管的简易测试一、硅管或锗管的判别 原理：1硅管发射结正向压降为0.6 0.8V2锗管发射结正向压降为0.1 0.3V测试：二、估计比较b的大小1万用表 R×1k 2方法3比较b的大小当开关S断开和接通时的电阻值，前后两个读数相关越大，表示三极管的b越高。三、估测ICEO1万用表R×1k2方法 3结论：阻值越大，ICEO越小4阻值无穷大，三极管内部开路；阻值为零，则内部短路。四、NPN型管和PNP型管的判别1万用表R×1k 或R×1002方法（1）黑表笔搭接三极管某一管脚，红表笔搭接另管脚，如果阻值都很小，黑表笔所接为NPN型管的基极。（2）红表笔搭接三极管一脚，黑笔搭另两脚，如果阻值都很大，红表笔所接为是PNP型管的基极。五、三个管脚的判别NPN型按电路连接阻值小的一次，黑笔接c，红笔接e。（讲解）（边测边学）指导：（1）搞清各电极在放大时的电位关系。（2）NPN截止，VCE间阻值大；放大，VCE间阻值小。练习小结1参数2三极管的测定方法布置作业习题二，2-10补充：三极管9011的参数为PCM = 400 mW，ICM = 30 mA，V(BR)CEO = 30 V，问该型号管子在以下情况下能否正常工作。1VCE = 20 V，IC = 25 mA2VCE = 3 V，IC = 50 mA教后反思课题2.2场效晶体管课型新课授课班级授课时数2教学目标1熟悉场效晶体管的分类、特性曲线、与普通三极管在性能上的异同点2能理解结型场效晶体管的工作原理，理解它的特性曲线教学重点结型场效晶体管的符号、工作特点、特性曲线教学难点转移特性曲线新课A引入普通三极管以基极电流的变化控制集电极电流，故称为电流控制器件，今天分析的是另一种晶体管场效晶体管。B新授课2.2.1结型场效晶体管一、结型场效晶体管的结构和符号1N沟道结型场效晶体管（1）结构特点N型硅棒引出两个电极：漏极（d）、源极（s）。N型硅棒两侧扩散P型区（浓度高），形成两个PN结。两个P型区相连引出电极为栅极（g）。漏源之间由N型半导体构成的导电沟道是电流流通的路径，称为N沟道。（2）符号符号中箭头隐含从P指向N的意思。2P沟道结型场效晶体管 二、结型场效晶体管的工作原理以N沟道结型场效晶体管为例。1电路连接（1）在gs间加反向电压（2）在ds间加正向电压2工作原理 （1）当VGS = 0，N沟道在 VDS 作用下，形成电流ID，此时，电流ID最大。（2）当VGS PN结受反向偏压 PN结加宽 N沟道变窄电阻变大ID减小。（3）当VGS 达到一定值，PN结变得较宽，以至N沟道被两边PN结夹断，则ID = 0 结论：（1）通过调节VGS 可控制漏极电流ID 的变化。（2）P沟道与N沟道工作原理相同（VGS0，VDS0）。 （3）VGS 使PN结反偏。（4）场效晶体管只有多数载流子导电，故称为单极晶体管。 三、结型场效晶体管的特性曲线和跨导1场效晶体管测试电路（N沟道为例）2转移特性曲线反映ID 随VGS 的变化关系（1）当VGS = 0 时，ID最大，此时为漏极饱和电流IDSS。（2）当VGS 增大，ID 减小。（3）当VGS 为某一值，ID = 0，则VGS 为夹断电压。转移特性曲线 3输出特性曲线当VGS 一定ID 与VGS 的关系（1）设VGS = 0，当VGS = 0，ID = 0。当VGS，ID。当VDS 再增加，ID不再增加。当VDS 超过一定的值，ID突然增加。（2）当|VGS|，曲线下移。（3）当VGS大到夹断电压，ID = 0。特性曲线的三个区域：（1）可调节器电阻区：沟道阻值随 |VGS| 增大而减小。（2）饱和区：当VGS一定，ID不随VDS 变化。（3）击穿区：ID突然增大。4跨导：反映 DVGS对 DID的控制能力。在饱和区内： （单位mS）（学生根据N沟道的结构特点，讨论P沟道结型管的结构）（讨论）（学生画出P沟道结型管的电路图，注意VGS）（引导与三极管对比，三极管称为双极晶体管）（引导学生画出P沟道结型管的转移特性曲线，并与工作原理对应起来理解）练习小结结型场效晶体管的结构、符号、转移特性布置作业习题二2-11，2-12，2-13教学后记课题2.2.2绝缘栅场效晶体管课型新授授课班级授课时数2教学目标1了解绝缘栅场效晶体管的结构、工作原理2理解MOS管的特性曲线、图形符号、场效晶体管的主要参数教学重点MOS管的特性曲线教学难点几种MOS管的特性曲线新课A复习1画出N、P沟道结型场效晶体管符号。2为什么N沟道VGS0，且反向电压越大，ID越小？3什么是夹断电压VP（ID = 0 时的VGS）？什么是漏极饱和电流（VGS = 0 时的ID）？4从输出特性曲线上，有几个区域，有什么特点？B新授课一、绝缘栅场效晶体管的结构和工作原理、特性1N沟道增强型绝缘栅场效晶体管（1）结构特点： P型衬底扩散两个高浓度N型区，引出两电极：源极和漏极。 P型衬底覆盖绝缘层，引出栅极。（2）符号（3）工作原理VDS0（正向电压）当VGS = 0，ID = 0；当VGS0，栅极与P衬底形成电场N型薄层（电子反型层）沟道形成ID。只有当VGSVT（开启电压），才形成沟道。因为在电场下有沟道，无电场无沟道，沟道形成与VGS有关，故称为增强型。（4）转移特性曲线当VGSVT 时，ID = 0；当VGSVT 时，ID = 0。（5）输出特性曲线当VGSVT 且一定时：趋 势区 域1VDS较小，ID ­可调电阻区2VDS较大，ID 基本不变饱和区3VDS再大，ID 突然增大击穿区2N沟道耗尽型绝缘栅场效晶体管（1）结构：与增强型NMOS管比较，不同之处在于SiO2 层有大量正离子。（2）符号：（3）工作原理：当VDS0时，有ID （自身有导电沟道）。当VGS0并上升，N沟道变宽，ID。当VGS0并增大负电压，N沟道变窄，ID。当ID = 0时，VGSVP夹断电压。（4）转移特性：VGS = 0，ID = IDSS。VGS0并，ID。VGS0，|VGS |增加，ID减小。VGS = VP，ID = 0。（5）输出特性曲线三个区域：可调电阻区、饱和区、击穿区。（6）跨导：反映VGS对ID的控制能力。小结绝缘栅场效晶体管的图形符号 增强NMOS 耗尽NMOS 增强PMOS 耗尽PMOS2.2.3场效晶体管的主要参数和特点 1直流参数：开启电压VT 。夹断电压VP。饱和漏极电流IDSS直流输入电阻RGS2交流参数：跨导gm；极间电容3场效晶体管特点：项目器件名称普通三极管场效晶体管极型特点是双极型器件，又称双极型三极管是单极型器件，又称单极型三极管控制方式电流控制电压控制类型PNP型、NPN型两类N沟道、P沟道两类放大类型=50200gm=10005000A/V输入电阻1021041071015噪声较大较小热稳定性差好抗辐射能力差强制造工艺较复杂简单、成本低（学生自读）练习小结类型符号转移特性输出特性布置作业补充：1画各种场效晶体管的图形符号，并说明名称；2场效晶体管输出特性曲线的三个区域，说明其名称和特征。