《半導體三極管》教案設(shè)計

1、半導體三極管教案設(shè)計邯鄲市涉縣職業(yè)技術(shù)教育中心張曉剛課 題半導體三極管課時4上課日期2009-7-23授課教師河北省邯鄲市涉縣職業(yè)技術(shù)教育中心機電教研室張曉剛課堂類型理論基礎(chǔ)課教學方法講授法教學工具電子技術(shù)基礎(chǔ)多媒體課件電子元器件三極管及放大電路教學要求1、通過教學使學生能夠掌握三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點。2、通過課堂知識拓展，了解三極管的命名方法。3、通過課堂教學，能畫出三極管的等效電路。教學目的1知識目標：理解三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2、能力訓練：培養(yǎng)學生觀察、分析等邏輯思維能力和實際操作技能；3、素質(zhì)培養(yǎng)：培養(yǎng)學生參與、合作意識，激發(fā)學生學習興趣和樂于探究的精 神。主要內(nèi)容1、半導體三極管的結(jié)構(gòu)及工

2、作原理.2、半導體三極管放大電路的三種基本組態(tài)3、從半導體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理入手，重點介紹半導體三極管內(nèi)部截流 子的輸運過程、電流分配關(guān)系；半導體三極管的特性曲線半導體三極管的特性曲線和主要參數(shù)教學重點（了解）知道三極管的分類方法、學會畫三極管的符號（掌握）半導體三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理半導體三極管內(nèi)部載流子的輸運過程、電流分配關(guān)系； （難點）半導體三極管的特性曲線課后記本節(jié)課主要使學生能夠認識三極管并掌握其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，能夠熟練畫出三極 管的圖形符號及其等效電路圖；我們首先討論半導體三極管的結(jié)構(gòu)、工作原理、 特性曲線和主要參數(shù)。隨后著重討論半導體三極管放大電路的三種組態(tài)，即共 發(fā)射極、共集

3、電極和共基極三種放大電路。教學過程及內(nèi)容教法提示關(guān)聯(lián)生活常見 的擴音器引出 本課的知識點引導思考法第一課時半導體三極管基本知識一，導入部分：（約5分鐘）1、導入如圖所示是一個擴音器的示意圖：其中：話筒是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大電路放大后，變成大功率的電信號， 推動揚聲器，再將其還原為聲音信號。放大電路又稱放大器，是指能把微弱的電信號轉(zhuǎn)換為較強的電信號的電子線路。放大器的核心元件（即放大元件）是半導體三極管。這節(jié)課我們就來學習三極管的基礎(chǔ)知識。二、新課教學（約25分鐘）半導體三極管也稱晶體三極管，是電子電路中最重要的電子元器件之一。它主要的功能是電流放大和開關(guān)作用，配合其他元器件還可以構(gòu)成

4、振蕩器。運用動畫把抽 象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特 點直觀化1 .三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在一塊極薄的硅或楮材料的半導體基片上，經(jīng)過特殊的工藝加工，制造出兩個PN 結(jié)，這兩個PN結(jié)將整個半導體基片分為3個區(qū)域：集電區(qū)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)。如圖所示：NPN型PNP型直觀教學法圖2三極管結(jié)構(gòu)（3區(qū)2結(jié)）示意圖其中：基區(qū)相對很薄，集電區(qū)面積很大，發(fā)射區(qū)載流子的摻雜濃度很高。對應(yīng)著 三個區(qū)分別引出三個電極；即：基極，集電極和發(fā)射極。分別用英文字母B,C和E來表示0三極管是由兩個PN結(jié)組成的。我們把基極和發(fā)射極之間的PN結(jié)稱作發(fā)射結(jié)，基極和集電極之間的PN結(jié)稱作集電結(jié)。比較對照 前后呼應(yīng) 區(qū)別異同2 .三極管的符號半導體三極管的文

5、字符號是：VT.師調(diào)試好教學設(shè) 備,準備播放多 媒體課件由于半導體材料的不同，按照兩個PN結(jié)的組合方式的不同，可以將三極管分為PNP和NPN兩大類。三極管的符號，有一個帶箭頭的電極是發(fā)射極。其中：箭頭朝外的是NPN型三極管，箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向就是電流的方向。其圖形符號如圖所示：圖3三極管符號3 .三極管的分類三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬 封裝，大的很大，小的很小。課前提問，檢查 學生對上節(jié)課知 識的掌握能力按半導體所用材料分有：硅管和錯管。按三極管的導電極性分有：NPN型管和PNP型管按功率分有：小功率管，中功率管和大功率管；

6、按頻率分有：低頻管和高頻管；按用途分有：放大管和開關(guān)管；按三極管的封裝材料分有:金屬封裝和玻璃封裝等2、課件展示：（約6分鐘）運用動畫課件把三極管的結(jié)構(gòu)演示出來。將抽象的概念具體化，此法直觀、形象。 圍繞問題提醒學生注意PN結(jié)和電極數(shù)目的變化，觀察三極管的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合文字 介紹。通過看課件學生能回答但不一定能理解，抓住學生心理，不理解先建立起概 念。三、課后作業(yè)請同學們結(jié)合本節(jié)課所學知識用兩只二極管畫三極管的等效電路圖。附：板書設(shè)計主板書副板書導入新課（約5分鐘）新授課：（約25分鐘）1 .三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2 .三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3 .三極管的分類1 .課前提問（約10分鐘）2 .課堂小結(jié)（約5

7、分鐘）第二課時半導體三極管電流分配與放大原理一、課前提問（約10分鐘）1 .請舉例說出三極管在實際生活中的應(yīng)用？2 .請說出三極管的內(nèi)部機構(gòu)原理？二、新課教學（約30分鐘）三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。 外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。練習鞏固法 鞏固提高 舉一反三1.內(nèi)部我流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子； 集電區(qū)：收集載流子； 基區(qū)：傳送和控制載流子（以NPN為例）2 .電流分配關(guān)系3 .三極管的三種組態(tài)圖4載流子的傳輸過程以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子（自由電子和空穴）參與導電，故稱為雙極型三 極管，或 BJT （Bipolar Junction

8、Transistor）oIe=Ib+Ic共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示。共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示。共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。4.放大作用三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達集 電極而實現(xiàn)的。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1 ）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。三、課后小結(jié)：（約5分鐘）通過本節(jié)課的學習，同學們要明確：三極管的放大原理是：以小控大，而不是能量的放大。即：以基極電流的微小變控制集電極電流的較大變化。四、課后作業(yè)1 .請畫出三極管的

9、三種組態(tài)圖。2 .請同學們用自己的話復述三極管的內(nèi)部載流子的傳輸過程。附：板書設(shè)計課前提問，檢查 學生對上節(jié)課知 識的掌握能力主板書副板書新授課：（約30分鐘）1 .內(nèi)部裝流子的傳輸過程2 .電流分配關(guān)系3 .三極管的三種組態(tài)1 .課前提問（約10分鐘）2 .課堂小結(jié)（約5分鐘）4.放大作用第三學時半導體三極管輸入，輸出的特性曲線一、課前提問（約10分鐘）1 .請說出三極管的內(nèi)部電流分配關(guān)系？2 .請說出三極管的電流放大原理？二、新課教學（約30分鐘）1,輸入特性曲線（1）當 匕'£ =3"時.相當干發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線c片/kA 人VCE = 0VVcE 之

10、1VS 零 / I:;:課前提問，檢查 學生對上節(jié)課知 識的掌握能力圖5三極管的輸入特性曲線(2)當 匕右之邛寸，匕3愛 °雁電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復合減少，同樣的 匕爾,篇小，特性曲線右移。(3)輸入特性曲線的三個部分：死區(qū)；非線性區(qū)；線性區(qū)2 .輸出特性曲線43210放大區(qū)B2 = ZO WA1c/mA飽和區(qū)fBl = 40|A/B = o蕈止區(qū)為e/v圖6三極管的輸出特性曲線其輸出特性曲線滿足下面公式：'r = /(L£)1"。必其中：放大區(qū)：無平行于此£軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。截止區(qū)：江接

11、近零的區(qū)域，相當淳=0的曲線的下方。此時，盯小于死區(qū)電壓，集電結(jié)反偏。飽和區(qū)：心明顯受UCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般比EV0.7V（硅管）。此時， 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。三、課堂小結(jié)：（約5分鐘）通過本節(jié)課的學習，同學們能夠掌握三極管的輸入和輸出特性曲線圖的畫法，并 能利用本節(jié)課的知識總結(jié)出三極管的輸出特性曲線的特點四、課后作業(yè)1 .請分別畫出三極管的輸入和輸出曲線。2 .請同學們利用本節(jié)課的知識總結(jié)出三極管的輸出特性曲線的特點。附：板書設(shè)計主板書副板書新g .i1008060 40 200是課：（約30分鐘）XAl -U. ,4Va' VCE=OV VCE 1 VU

12、L0.2 0.4 0.6 0.3 1.0 ee，v1 .課前提問（約10分鐘）2 .課堂小結(jié)（約5分鐘）2.輸出Id >43210特性曲線mA1飽和區(qū)口42 =20A力放大區(qū)， a 1 1 %1-4。嶼少與心彥止區(qū)2468 > e/v第四學時半導體三極管的主要參數(shù)一、課前提問(約10分鐘)1 .請畫出三極管的輸入特性曲線？2 .請畫出三極管的輸出特性曲線？二、新課教學(約30分鐘)三極管的參數(shù)是用來表征管子性能優(yōu)劣相適應(yīng)范圍的，它是選用三極管的依據(jù)。了 解這些參數(shù)的意義，對于合理使用和充分利用半導體三極管達到設(shè)計電路的經(jīng)濟性和可 靠性是十分必要的。1 .半導體三極管的電流放大系數(shù)(

13、1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)(3)共基極直流電流放大系數(shù)2 .半導體三極管的極間反向電流(1)集電極基極間反向飽和電流人加；即發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流。(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流即輸出特性曲線h= 0那條曲線所對應(yīng)的Y坐標的數(shù)值。及幽也稱為集電極發(fā)射 極間穿透電流。注：選用半導體三極管時要選擇ICBO. ICEO盡可能小。不要過大的管子。硅管 的人加和人也比偌管小，所以硅管的溫度穩(wěn)定性比偌管好。3 .半導體三極管的極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流/cm/cm是指BJT的參數(shù)變化不超過允許值時集電極允許的最大電流。(2)集電極最大允許功率損耗PcmPCM表示集電結(jié)上允許損耗功率的最大值。超過此值就會使管子性能變壞 或燒毀。PcM= ZCVCE(3)反向擊穿電壓 V i BR . EBOHbriEB。是指集電極開路時發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓。 ViBR)CBO匕BRiCB。是指發(fā)射極開路時集電極-基極間的反向擊穿電壓。 V.BR)CEO匕BR，CEO是指基極開路時集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓。V,BR,CEO« V<BR> CBOo各擊穿電壓大小之間有如下的關(guān)系：V BR； CBO> V，BR)CES> V BR>