“二极管的识别与检测”教学设计.ppt

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1、,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

2、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

3、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

4、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，

5、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

6、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

7、 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。

8、,【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

9、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

10、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

11、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

12、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：

13、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！,