“二极管的识别与检测”教学设计.ppt

,二极管的识别与检测,作者：李传珊,ER JI GUAN DE SHI BIE YU JIAN CE,1.专业能力了解二极管的单向导电性；了解二极管的结构、电路符号、引脚、伏安特性、主要参数；了解硅稳压管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等特殊二极管的外形特征、功能和实际应用；了解二极管的型号命名方法，会根据应用场合选用二极管；了解二极管的主要参数；会识别二极管；会用万用表检测二极管。2.方法能力在知识探究和技能实训过程中体验成功的乐趣，培养专业学习兴趣；通过资料查阅练习，培养自主学习能力；在观察演示实验及检测二极管的过程中，培养观察问题、分析和解决问题的能力。3.社会能力在小组合作式教学过程中培养团队合作意识和相互协作能力；在二极管的检测过程中，培养实事求是的科学精神；在模拟生产场景中体验企业文化，培养产品意识、质量意识和安全意识。,教学目标,二极管的识别与检测,二极管的识别与检测,环节1：感知二极管的单向导电性,环节2：认知二极管,环节3：识别二极管,环节4：检测二极管,环节1：感知二极管的单向导电性,【观察与思考】上述实验说明什么问题？【实验结论】二极管具有 导电性！,单 向,【演示实验】,视频-二极管的单向导电性实验,1.半导体自然界中的物质按其导电性能可分为导体、半导体和绝缘体。半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）等。半导体的三大特性：光敏性、热敏性与掺杂性。,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,【认知】半导体与PN结的基本知识,2.本征半导体纯净、不含杂质的单晶体结构的半导体，叫本征半导体。半导体中的共价键结构，如图1-1-1所示。载流子的形成：价电子受激发成为自由电子，同时形成空穴。,图1-1-1 本征半导体中的共价键,【认知】半导体与PN结的基本知识,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,3.杂质半导体（1）N（电子）型半导体在本征半导体中掺入微量价元素如磷（），则每个杂质原子在与相邻四个硅原子组成共价键的同时，多余一个价电子，该电子不受共价键束缚，极易成为自由电子，如图1-1-2所示。,图1-1-2 N型半导体中的共价键,【认知】半导体与PN结的基本知识,多余电子,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,3.杂质半导体（1）N（电子）型半导体这种半导体主要靠电子导电，故称为电子型半导体，简称型半导体。N 型半导体中的自由电子为多数载流子（简称多子），空穴为少数载流子（简称为少子），如图1-1-3所示。,图1-1-3 N型半导体中的载流子,【认知】半导体与PN结的基本知识,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,图1-1-4 P型半导体中的共价键,新生空穴,3.杂质半导体（2）P（空穴）型半导体在本征半导体中掺入微量三价元素如硼（B），则每个杂质原子在与相邻四个硅原子组成共价键时，将自然形成一个空穴，从而使杂质半导体中的空穴浓度大大提高，如图1-1-4所示。,【认知】半导体与PN结的基本知识,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,图1-1-5 P型半导体中的载流子,3.杂质半导体（2）P（空穴）型半导体这种杂质半导体主要靠空穴导电，故称为空穴型半导体，简称P型半导体。P型半导体中的空穴为多数载流子（简称多子），自由电子为少子，如图1-1-5所示。,【认知】半导体与PN结的基本知识,一、半导体的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,1.PN 结的形成,二、PN结的基本知识,在一块半导体晶片上，采取一定的工艺措施，分别形成P型半导体和N型半导体，则它们的交界面将会自然形成PN结。,【认知】半导体与PN结的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,动画模拟：PN结的形成,PN结就像一个阀门，正向偏置时，电阻很小，正向电流较大，处于导通状态；反向偏置时，电阻很大，电流几乎不能通过，处于截止状态。这就是PN结的单向导电性。,【认知】半导体与PN结的基本知识,2.PN 结的单向导电性,二、PN结的基本知识,环节1：感知二极管的单向导电性,动画模拟：PN结的单向导电性,环节2：认知二极管,图1-1-6 几种常用二极管的实物图,一、二极管的结构 二极管由一个PN结构成，从 P 区和区各引出一个电极，再加以封装。从区引出的电极称为阳极（又称正极，用符号 a 表示），从N区引出的电极称为阴极（又称负极，用符号 k 表示）。图1-1-6 所示，为几种常用二极管的实物图。,【知识链接一】二极管的结构与符号,二、二极管的符号 二极管的图形符号与文字符号如图1-1-7 所示。其中：箭头（红色所示）所指，代表正向电压的方向。,图1-1-7 二极管的图形符号与文字符号,【知识链接一】二极管的结构与符号,环节2：认知二极管,一、二极管的伏安特性,图1-1-8 二极管的死区特性,1.正向特性（1）死区 当正向电压很低时，正向电流很小，如图1-1-8中OA段所示。A点电压称为死区电压，用符号UT 表示。*硅管的死区电压约为0.5 V；锗管的死区电压约为0.1 V。,【知识链接二】二极管的伏安特性与参数,环节2：认知二极管,一、二极管的伏安特性,1.正向特性（2）导通 当二极管两端的电压超过死区电压后，管子开始导通，如图1-1-9所示。二极管呈现恒压特性，此时的电压称为导通压降，用符号 UD 表示。*小功率硅管的导通压降约为0.7 V；锗管的导通压降约为0.3 V。,图1-1-9 二极管的导通特性,【知识链接二】二极管的伏安特性与参数,环节2：认知二极管,2.反向特性（1）截止 二极管加反向电压时，反向电流非常小，且基本不随反向电压而变化，呈现饱和特性，二极管处于截止状态，如图1-1-10中OC段所示。*硅管的反向电流约为1微安到几十微安，锗管约为几十微安到几百微安。*反向电流越大，说明管子的单向导电性能越差。*反向电流会随温度的上升而急剧增长。,图1-1-10 二极管的截止特性,【知识链接二】二极管的伏安特性与参数,一、二极管的伏安特性,环节2：认知二极管,2.反向特性（2）击穿 当过C点继续增大反向电压时，反向电流在 D 点处突然上升，这种现象称为反向击穿，如图 1-1-11 所示。*发生击穿时的电压称为反向击穿电压（用符号 UBR 表示）。*不同类型的管子，反向击穿电压大小不同，通常为几十到几百伏，甚至数千伏。,图1-1-11 二极管的击穿特性,【知识链接二】二极管的伏安特性与参数,一、二极管的伏安特性,环节2：认知二极管,1.最大整流电流 IFM是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压电压 URM是指二极管长期运行时，允许承受的最高反向电压。一般取反向击穿电压的一半或三分之一。3.最大反向电流电流 IRM是指二极管上加最高反向工作电压时的反向电流值。反向电流大，说明二极管的单向导电性能差，并且受温度影响大。,二、二极管的主要参数,【知识链接二】二极管的伏安特性与参数,环节2：认知二极管,一、二极管的种类,*按 材 料 分：硅管和锗管*按内部结构分：二极管可分为点接触型、面接触型和平面型等*按 用 途 分：二极管又可分为普通管、整流管、检波管、开关管以及 各种特殊功能的二极管,几种特殊用途的二极管：（1）硅稳压管 是一种利用反向击穿特性来实现稳压的二极管。（2）发光二极管 在半导体中掺入特殊的杂质，当它导通时，会发出各种颜色的光。常用作显示器件，也可制成照明灯具。（3）光电二极管 它将光线的强弱转变成电信号的大小。常用于对光的测量，也可制成光电池。（4）变容二极管 通过改变反向偏置电压，来实现结电容的调节。相当于一个可调电容。,【知识链接三】二极管的种类与型号,环节2：认知二极管,上述特殊二极管的图形符号，如图1-1-12 所示。,图1-1-12 几种特殊二极管的图形符号,图1-1-13 特殊二极管的应用实例,（a）直流稳压电源稳压管,（b）显示屏发光二极管,（c）太阳能电池板 光电二极管,环节2：认知二极管,二、二极管的型号,2CZ21E型管是 材料制成的，其用途为。2CZ21E型管的参数 I FM=A；U RM=V。利用互联网，了解1N4001、PS206型管的应用场合及生产厂家。,【知识链接三】二极管的种类与型号,环节2：认知二极管,硅,整 流,0.3,1000,视频-二极管的极性识别,环节3：识别二极管,根据二极管的型号，查阅资料得到管子的材料类型与功能，完成表1-1 的填写。根据色环（或色点）标识，判断管脚极性，将该二极管对应粘贴在表1-1中。,环节3：识别二极管,视频-用指针式万用表检测二极管的极性,视频-用数字式万用表检测二极管的极性和材料,环节4：检测二极管,环节4：检测二极管,用指针式万用表检测标识不明的二极管，判断管脚极性，填写表1-2。用数字式万用表检测标识不明的二极管，判断材料类型及管脚极性，填写表1-2。将检测后的二极管对应粘贴在表1-2中。,学习评价,二极管有阳极和 极两个电极。二极管具有 导电特性。当电压方向为 时，二极管导通；当电压方向为 时，二极管截止。学校电子显示屏中所用的是 二极管。二极管外观上有色环的一端为 极。用指针式万用表检测二极管时，阻值较小的那一次，黑笔所接为二极管的 极。用数字式万用表检测二极管时，应选用 挡位。若示值为“0.312”，则黑笔所接为二极管的 极，该管材料为。,每空1分，你的得分是：,A.10分,B.89分,C.67分,D.低于6分,阴,单向,阳极至阴极,阴极至阳极,发光,阴,阳,二极管,阴,锗,学习评价,课后作业,画出二极管的图形符号，标注文字符号、两端极性。型号为2CZ12C的二极管，是用何种材料制成的？其用途 是什么？主要参数是怎样的？查阅资料吧！分别画出硅稳压管、发光二极管、光电二极管、变容二极管的图形符号，说明它们各自的用途。,结束语,今天，我们就学习到这儿吧！,Bye-bye！,