(完整版)电子技术教案

2024年1月10日发(作者：爱好广泛)

第1.2课时

教学内容：1、半导体的基本知识

2、PN结的形成及特点，半导体二极管的结构、特性、参数、应用电路

教学目标：

知识目标：让学生了解半导体材料的基本结构及PN结的形成，掌握PN结的单向导电工作原理

技能目标：能运用常用公式解题。

情感目标：1.养成良好的学习习惯

2.树立坚强乐学的意识

教学重点：从半导体材料的基本结构及PN结的形成入手，重点介绍PN结的单向导电工作原理、

教学难点：PN结的单向导电工作原理

教学准备：教学PPT。

教学过程：

引述导入：今天我们来学习交流电路。

板书课题：半导体的基本知识

新授内容：

1 半导体的基本知识

1.1 半导体材料

根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间材料，我们称之为半导体。在电子器件中，常用的半导体材料有：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑（Sb）等。其中硅是最常用的一种半导体材料。

半导体有以下特点：

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1．半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间

2．半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。

3．在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强。

1.2 杂质半导体

在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。

N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。

P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。

在N型半导体中自由电子是多数载流子，在P型半导体中空穴是多数载流子.

2 PN结的形成及特性

2.1 PN结的形成：

在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内电子很多而空穴很少，而P型区内空穴很多电子很少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的PN结。

2.2 PN结的单向导电性

当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。

PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；

PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。

由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。

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2.3 PN结的反向击穿

当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。反向击穿分为电击穿和热击穿，电击穿包括雪崩击穿和齐纳击。PN结热击穿后电流很大，电压又很高，消耗在结上的功率很大，容易使PN结发热,把PN结烧毁。

热击穿——不可逆；电击穿——可逆

3 半导体二极管

2.3.1 半导体二极管的结构

在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。

(1) 点接触型二极管：PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。

(2) 面接触型二极管：PN结面积大，用于工频大电流整流电路。

(3) 平面型二极管：往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

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