第一篇:二極管的作用總結
二極管的作用總結
1、檢波用二極管
就原理而言,從輸入信號中取出調制信號是檢波,以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz,正向壓降小,結電容小,檢波效率高,頻率特性好,為2AP型。類似點觸型那樣檢波用的二極管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、削波、調制、混頻、開關等電路。也有為調頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。
2、整流用二極管
就原理而言,從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大小(100mA)作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。面結型,工作頻率小于KHz,最高反向電壓從25伏至3000伏分A~X共22檔。分類如下:①硅半導體整流二極管2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③用于電視機高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。
3、限幅用二極管
大多數二極管能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售:依據限制電壓需要,把若干個必要的整流二極管串聯起來形成一個整體。
4、調制用二極管
通常指的是環形調制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個二極管的組合件。即使其它變容二極管也有調制用途,但它們通常是直接作為調頻用。
5、混頻用二極管
使用二極管混頻方式時,在500~10,000Hz的頻率范圍內,多采用肖特基型和點接觸型二極管。
6、放大用二極管
用二極管放大,大致有依靠隧道二極管和體效應二極管那樣的負阻性器件的放大,以及用變容二極管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應二極管和變容二極管
7、開關用二極管
有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運算和在數百毫安下使用的磁芯激勵用開關二極管。小電流的開關二極管通常有點接觸型和鍵型等二極管,也有在高溫下還可能工作的硅擴散型、臺面型和平面型二極管。開關二極管的特長是開關速度快。而肖特基型二極管的開關時間特短,因而是理想的開關二極管。2AK型點接觸為中速開關電路用;2CK型平面接觸為高速開關電路用;用于開關、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)硅大電流開關,正向壓降小,速度快、效率高。
8、變容二極管
用于自動頻率控制(AFC)和調諧用的小功率二極管稱變容二極管。***廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓,使其PN結的靜電容量發生變化。因此,被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等用途。通常,雖然是采用硅的擴散型二極管,但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管,因為這些二極管對于電壓而言,其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化,取代可變電容,用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環路,常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路,多以硅材料制作。
9、頻率倍增用二極管
對二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變容二極管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變容二極管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變容二極管的工作原理相同,但電抗器的構造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復二極管,從導通切換到關閉時的反向恢復時間trr短,因此,其特長是急速地變成關閉的轉移時間顯著地短。如果對階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉移時間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產生很多高頻諧波。
10、穩壓二極管
是代替穩壓電子二極管的產品。被制作成為硅的擴散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。作為控制電壓和標準電壓使用而制作的。二極管工作時的端電壓(又稱齊納電壓)從3V左右到150V,按每隔10%,能劃分成許多等級。在功率方面,也有從200mW至100W以上的產品。工作在反向擊穿狀態,硅材料制作,動態電阻RZ很小,一般為2CW型;將兩個互補二極管反向串接以減少溫度系數則為2DW型。
11、PIN型二極管(PIN Diode)
這是在P區和N區之間夾一層本征半導體(或低濃度雜質的半導體)構造的晶體二極管。PIN中的I是“本征”意義的英文略語。當其工作頻率超過100MHz時,由于少數載流子的存貯效應和“本征”層中的渡越時間效應,其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時,“本征”區的阻抗很高;在直流正向偏置時,由于載流子注入“本征”區,而使“本征”區呈現出低阻抗狀態。因此,可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應用于高頻開關(即微波開關)、移相、調制、限幅等電路中。
12、雪崩二極管(Avalanche Diode)
它是在外加電壓作用下可以產生高頻振蕩的晶體管。產生高頻振蕩的工作原理是欒的:利用雪崩擊穿對晶體注入載流子,因載流子渡越晶片需要一定的時間,所以其電流滯后于電壓,出現延遲時間,若適當地控制渡越時間,那么,在電流和電壓關系上就會出現負阻效應,從而產生高頻振蕩。它常被應用于微波領域的振蕩電路中。
13、江崎二極管(Tunnel Diode)
它是以隧道效應電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區的N型區是高摻雜的(即高濃度雜質的)。隧道電流由這些簡并態半導體的量子力學效應所產生。發生隧道效應具備如下三個條件:①費米能級位于導帶和滿帶內;②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡并半導體P型區和N型區中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數有峰谷電流比(IP/PV),其中,下標“P”代表“峰”;而下標“V”代表“谷”。江崎二極管可以被應用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達毫米波段),也可以被應用于高速開關電路中。
14、快速關斷(階躍恢復)二極管(Step Recovary Diode)
它也是一種具有PN結的二極管。其結構上的特點是:在PN結邊界處具有陡峭的雜質分布區,從而形成“自助電場”。由于PN結在正向偏壓下,以少數載流子導電,并在PN結附近具有電荷存貯效應,使其反向電流需要經歷一個“存貯時間”后才能降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復二極管的“自助電場”縮短了存貯時間,使反向電流快速截止,并產生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設計出梳狀頻譜發生電路。快速關斷(階躍恢復)二極管用于脈沖和高次諧波電路中。
15、肖特基二極管(Schottky Barrier Diode)
它是具有肖特基特性的“金屬半導體結”的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導體材料采用硅或砷化鎵,多為N型半導體。這種器件是由多數載流子導電的,所以,其反向飽和電流較以少數載流子導電的PN結大得多。由于肖特基二極管中少數載流子的存貯效應甚微,所以其頻率響僅為RC時間常數限制,因而,它是高頻和快速開關的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且,MIS(金屬-絕緣體-半導體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發光二極管。
16、阻尼二極管
具有較高的反向工作電壓和峰值電流,正向壓降小,高頻高壓整流二極管,用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。
17、瞬變電壓抑制二極管
TVP管,對電路進行快速過壓保護,分雙極型和單極型兩種,按峰值功率(500W-5000W)和電壓(8.2V~200V)分類。
18、雙基極二極管(單結晶體管)
兩個基極,一個發射極的三端負阻器件,用于張馳振蕩電路,定時電壓讀出電路中,它具有頻率易調、溫度穩定性好等優點。
19、發光二極管
用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成,體積小,正向驅動發光。工作電壓低,工作電流小,發光均勻、壽命長、可發紅、黃、綠單色光。.2、各種二極管的檢測方法 檢測小功率晶體二極管
A 判別正、負電極
(a)觀察外殼上的的符號標記。通常在二極管的外殼上標有二極管的符號,帶有三角形箭頭的一端為正極,另一端是負極。
(b)觀察外殼上的色點。在點接觸二極管的外殼上,通常標有極性色點(白色或紅色)。一般標有色點的一端即為正極。還有的二極管上標有色環,帶色環的一端則為負極。
(c)以阻值較小的一次測量為準,黑表筆所接的一端為正極,紅表筆所接的一端則為負極。
B 檢測最高工作頻率fM 晶體二極管工作頻率,除了可從有關特性表中查閱出外,實用中常常用眼睛觀察二極管內部的觸絲來加以區分,如點接觸型二極管屬于高頻管,面接觸型二極管多為低頻管。另外,也可以用萬用表R×1k擋進行測試,一般正向電阻小于1K的多為高頻管。
C 檢測最高反向擊穿電壓VRM。對于交流電來說,因為不斷變化,因此最高反向工作電壓也就是二極管承受的交流峰值電壓。需要指出的是,最高反向工作電壓并不是二極管的擊穿電壓。一般情況下,二極管的擊穿電壓要比最高反向工作電壓高得多(約高一倍)。2 檢測玻封硅高速開關二極管
檢測硅高速開關二極管的方法與檢測普通二極管的方法相同。不同的是,這種管子的正向電阻較大。用R×1k電阻擋測量,一般正向電阻值為5K~10K,反向電阻值為無窮大。.3 檢測快恢復、超快恢復二極管
用萬用表檢測快恢復、超快恢復二極管的方法基本與檢測塑封硅整流二極管的方法相同。即先用R×1k擋檢測一下其單向導電性,一般正向電阻為45K 左右,反向電阻為無窮大;再用R×1擋復測一次,一般正向電阻為幾,反向電阻仍為無窮大。檢測雙向觸發二極管
A 將萬用表置于R×1K擋,測雙向觸發二極管的正、反向電阻值都應為無窮大。若交換表筆進行測量,萬用表指針向右擺動,說明被測管有漏電性故障
將萬用表置于相應的直流電壓擋。測試電壓由兆歐表提供。測試時,搖動兆歐表,萬用表所指示的電壓值即為被測管子的VBO值。然后調換被測管子的兩個引腳,用同樣的方法測出VBR值。最后將VBO與VBR進行比較,兩者的絕對值之差越小,說明被測雙向觸發二極管的對稱性越好 5 瞬態電壓抑制二極管(TVS)的檢測
A 用萬用表R×1K擋測量管子的好壞
對于單極型的TVS,按照測量普通二極管的方法,可測出其正、反向電阻,一般正向電阻為4KΩ左右,反向電阻為無窮大。
對于雙向極型的TVS,任意調換紅、黑表筆測量其兩引腳間的電阻值均應為無窮大,否則,說明管子性能不良或已經損壞。6 高頻變阻二極管的檢測
A 識別正、負極
高頻變阻二極管與普通二極管在外觀上的區別是其色標顏色不同,普通二極管的色標顏色一般為黑色,而高頻變阻二極管的色標顏色則為淺色。其極性規律與普通二極管相似,即帶綠色環的一端為負極,不帶綠色環的一端為正極
B 測量正、反向電阻來判斷其好壞
具體方法與測量普通二極管正、反向電阻的方法相同,當使用500型萬用表R×1k擋測量時,正常的高頻變阻二極管的正向電阻為5K~55K,反向電阻為無窮大。變容二極管的檢測
將萬用表置于R×10k擋,無論紅、黑表筆怎樣對調測量,變容二極管的兩引腳間的電阻值均應為無窮大。如果在測量中,發現萬用表指針向右有輕微擺動或阻值為零,說明被測變容二極管有漏電故障或已經擊穿損壞。對于變容二極管容量消失或內部的開路性故障,用萬用表是無法檢測判別的。必要時,可用替換法進行檢查判斷。單色發光二極管的檢測
在萬用表外部附接一節15V干電池,將萬用表置R×10或R×100擋。這種接法就相當于給萬用表串接上了1 5V電壓,使檢測電壓增加至3V(發光二極管的開啟電壓為2V)。檢測時,用萬用表兩表筆輪換接觸發光二極管的兩管腳。若管子性能良好,必定有一次能正常發光,此時,黑表筆所接的為正極,紅表筆所接的為負極。紅外發光二極管的檢測
A 判別紅外發光二極管的正、負電極。紅外發光二極管有兩個引腳,通常長引腳為正極,短引腳為負極。因紅外發光二極管呈透明狀,所以管殼內的電極清晰可見,內部電極較寬較大的一個為負極,而較窄且小的一個為正極。
B 將萬用表置于R×1K擋,測量紅外發光二極管的正、反向電阻,通常,正向電阻應在30K左右,反向電阻要在500K以上,這樣的管子才可正常使用。要求反向電阻越大越好。紅外接收二極管的檢測 A 識別管腳極性
(a)從外觀上識別。常見的紅外接收二極管外觀顏色呈黑色。識別引腳時,面對受光窗口,從左至右,分別為正極和負極。另外,在紅外接收二極管的管體頂端有一個小斜切平面,通常帶有此斜切平面一端的引腳為負極,另一端為正極。
(b)將萬用表置于R×1K擋,用來判別普通二極管正、負電極的方法進行檢查,即交換紅、黑表筆兩次測量管子兩引腳間的電阻值,正常時,所得阻值應為一大一小。以阻值較小的一次為準,紅表筆所接的管腳為負極,黑表筆所接的管腳為正極。
B 檢測性能好壞。
用萬用表電阻擋測量紅外接收二極管正、反向電阻,根據正、反向電阻值的大小,即可初步判定紅外接收二極管的好壞。激光二極管的檢測
A 將萬用表置于R×1K擋,按照檢測普通二極管正、反向電阻的方法,即可將激光二極管的管腳排列順序確定。但檢測時要注意,由于激光二極管的正向壓降比普通二極管要大,所以檢測正向電阻時,萬用表指針僅略微向右偏轉而已,而反向電阻則為無窮大。
第二篇:二極管說課稿
《晶體二極管》說課稿
邯鄲市涉縣職教中心機電教研組 張曉剛
尊敬的各位領導、評委老師,兄弟學校的老師們:大家上/下午好:
我是來自邯鄲市涉縣職教中心機電教研組電子電工專業青年教師張曉剛,很高興能站在這里和各位兄弟學校的同專業老師一起交流學習,今天我說課的題目是《晶體二極管》。
下面我就從教材、教法、學法、教學程序和教學反饋等幾個方面開始我今天的說課。首先,說教材。現在我手中拿的這本書由高等教育出版社出版,張金華老師主編,本教材是中等職業教育課程改革國家規劃教材,經全國中等職業教育教材審定委員會審定出版,是目前中等職業學校電子電工類專業的通用教材。本書的編寫特點是:以學生發展為本,體現課程的基礎性、通用性和職業性;以應用為主線,體現與生產生活的實際聯系和職業技能標準的要求;在編寫模式上體現?做中學,做中教?的職業教育教學特色;在內容方面貼近電工電子技術的新發展等特點。
本節內容?晶體二極管?選自本書第一章第一節第二課時內容。本節內容主要介紹晶體二極管的基礎知識和二極管在工程技術中的應用;本節內容承上啟下,一方面與pn結知識存在聯系,另一方面是今后學習整流、穩壓以及直流電源電路等后續課程知識的基礎;是電子電工類專業所必備的專業基礎知識和基本技能;這些知識不僅是進一步學習《電子技術與技能》的基礎,也在生產、生活中起著舉足輕重的作用。
結合中職學生理論基礎差,分析能力較弱,好奇心強和喜歡動手和實踐操作的學生特點,我對教材做如下處理:簡化理論知點的講解,讓學生學會原理性知識的應用,讓學生在課堂中知道怎么做和做什么;先實踐,然后給出理論知識點,讓學生在學和做的過程中培養仔細觀察、分組合作,協調配合,共同解決問題,完成項目的良好職業道德;在整個教學過程中我努力做到寓教于道,讓學生在學習知識的同時,也學會如何與人相處,如何服務于社會。
通過以上對教材的分析處理,結合學生的專業特點和現有的專業知識水平,本著面向全體,使學生全面、主動發展的原則,我確定本節課教學目標如下:
即:知識目標,能力目標和情感目標。
首先通過本節課的教學內容確立知識目標:使學生了解晶體二極管的結構、符號和主要參數,知道二極管的單向導電性和伏安特性;
在教學過程中遵循從簡單到復雜,從具體到抽象,從知識到技能的培養原則確立能力目標注重培養學生的觀察能力,動手能力從而實現能力目標,即:掌握二極管極型辨別的方法,能簡單分析和總結二極管的單向導電性和伏安特性;
確立情感目標,可通過舉例介紹生活中學生們常見的手機充電器,led手電筒等實物,通過對專業知識的實用性的生動形象教學啟發學生探究和討論,激發學生學習專業的熱情,培養學生專業學習的自信心和求知欲。
下面我說一下本節課的重點、難點及關鍵點
晶體二極管是電子技術基礎與技能領域最常見的半導體元器件之一,結合它在日常生活中整流、穩壓、檢波、信號指示等廣泛應用,鑒于晶體二極管的單向導電特性,結合本節課承上啟下的教學作用,設立了本節課的教學重點、難點和關鍵點:重點讓學生知道并掌握二極管具有單向導電性;難點是對二極管的伏安特性的理解及應用。解決重點和難點的關鍵是要學生克服難點,激發學生的學習興趣,為了講清楚重點和難點,完成設定的教學目標,我采用分組實驗,共同討論等方法來讓學生通過本節課的學習,在知道二極管的單向導電性和伏安特性的基礎上,學會如何判斷二極管的管子質量好壞及正負極性的判別。
第二部分,我說一下本節課的教法,也就說是我怎么教的。俗話說,?教無定法,但需得法?,教師的教和學生的學永遠是一對矛盾的統一體。教師只有了解自己的教學對象,因材施教,才能收到良好的教育教學效果。我任教的12春電子電工班的學生具備掌握和應用二極管單向導電性的能力,對晶體二極管伏安特性有一定的認識能力,結合學生理論基礎差,分析能力較弱,好奇心強和喜歡動手和實踐操作的特點,我確定?探究—發現—證明—應用?的教學模式,以學生為主體,充分調動學生的學習積極性,來落實教學目標;突出活動的組織設計與方法的引導,為學生搭建參與,交流學習的平臺。
采用創設情境、引導探究、直觀演示、多媒體動畫演示、講授、討論等多種教學手段,把主動權交給學生,充分顯示學生的主體作用,使學生主動參與到課堂中來,通過學習突破重點,掌握難點。
第三部分:說教學方法。
根據中職學生的心理特點和興趣取向,我在教學過程中通過分組,創設情境,引導學生采用自主學習,動手實驗,分析討論和歸納總結等學習方法,培養學生的動口、動手、動腦和團結協作的能力,充分發揮學生的主觀能動性,激發學習的學習興趣,活躍課堂氣氛,使學生在做中學,學中做,理論聯系實踐,強化學生能力,突出技能訓練。運用多媒體教學手段,營造生動形象的探索情景,學生模仿,學習教師的思維模式,掌握自主、合作、探究的學習方法感受知識的樂趣,將知識轉換為能力。
第四部分:我說一下本節課的教學程序:
前蘇聯教育學家贊可夫說:?凡是沒有發自內心求知欲和興趣而學來的東西,是很容易從記憶中揮發掉的?。因此在課堂教學中,我努力創造各種情景,力求形式新穎,寓教于樂,減少機械化的程序,激發學生的學習的積極性和求知欲望,促使學生主動探究,感受學習的樂趣。
本節課一開始,我首先通過手中的這個小企鵝引入本節課的新知識。同學們都知道我手中的這個可愛的小企鵝是手機充電器,學生們對它再熟悉不過了,那么它是怎樣實現給手機充電的呢?從而引發學生的思考,啟發學生們的好奇心和求知欲。然后我給這只小企鵝做個開膛手術,我們發現它里面是一些電子元器件,然后告訴同學們今天我們就來學習這些電子元器件。
第二環節,以組為單位,分發二極管元件,大家一起觀察,認識二極管,讓同學們一起分組討論二極管元件身上的銀環代表什么意思從而引出 ?二極管極性判別?這個知識點。
注:這個環節可以有效地實現專業與產業、企業、崗位對接。
第三環節,我們一起來突破重、難點,結合之前學生已知道二級管具有‘單向導電性’,但如何驗證,成為問題的關鍵;大家一起根據我的提供的實驗器材分組組裝電路,分別在二極管的兩端加正,反向加反,通過這樣一個小實驗來驗證二極管具有單向導電性,這里采用分組教學,實驗教學等方法。
我讓同學們繼續上面的實驗,啟發學生當加在二極管兩端的電壓大小和方向發生變化時,通過二極管的電流又是如何變化的?? 這時我會引導學生在原有實驗的基礎上,設計出新電路,一起研究二極管兩端電壓和流過它的電流時如何變化的?
邊做邊指導學生讀數,并記錄每個數據,然后根據數據一起做練習,最后根據實驗數據,采用描點法繪制?二極管伏安特性曲線圖?。這時我再利用多媒體課件和動畫具體講解二極管的伏安特性,并介紹二極管的主要參數。這個過程充分發揮學生主觀能動性及學生體地位,使學生既學習了知識,又鍛煉了能力,使學生愛學更會學。
第四環節:總結教學:
學而不思則罔,思而不學則殆。學習中善于思考和總結,才能夠將知識融會貫通。為明確本節課的學習機務,作如下總結:
① 知道二極管的概念及符號; ② 解二級管的單向導電性;
③ 會用二極管的伏安特性;
俗話說,學必習、習必熟、熟必久,進入第五環節:強化訓練:篇二:晶體二極管說課稿
晶體二極管說課稿
說課教師:陳留民
一、說教材
我說課的內容是電子工業出版社通用版教材《電子技術基礎與技能》中第一章第一節:《半導體二極管的認知及應用》。這一節是本章的重點,也是整本書的基礎,就象蓋房子,打好地基,才能建起高樓大廈。這一節講了基本概念比較多,比如半導體、空穴,n型半導體、p型半導體等等,本節的重點是pn結的單向導電性和二極管的測量,難點是pn結是怎樣形成的。因為構成物質的微觀粒子看不見、摸不著,pn結的形成過程全靠想象,所以學生感到太抽象,不好接受,所以我考慮到用實驗演示和多媒體動畫演示來授課,以期達到良好的教學效果。
二、說教學目標
1、理解pn結的單向導電特性
2、掌握晶體二極管分類和基本結構,會識別二極管的型號,并會利用手冊查找相關的數據
3、正確使用萬用表檢測晶體二極管的極性、二極管的質量 我們的教學目的是培養技術人才,如何提高學生的動手能力。所以教材應適當掌握深廣度,以講清基本概念,注意聯系實際,加強應用,避免過多過深的理論探討,注意培養學生的自學能力,開拓思路,激發學生的專業學習興趣。
三、說學情
我這一節課所針對的學生是剛剛初中畢業來到我們這里的中學生,他們大多基礎薄弱,自學能力較差,使我們說說的學困生,他們面對這樣一門全新的課程,肯定會遇到接受上的困難,所以我在上這節課時注意到學生的這些特點,以實驗為基礎來吸引學生。
四、說教法
講授法、分組實驗法
五、說實驗器材
各種晶體二極管實(發光二極管、整流二極管、大功率二極管、穩壓二極管),mf47萬用表10塊,硅整流二極管1n4007 10只,鍺二極管10只,試驗板一塊、3伏的直流電源一塊
六、說教學過程
1、引入新課(5分鐘)教師舉例說明在日常生活中經常看到很多電器,如:電視機、計算機、音箱,dvd等。這些電器都是由各種各樣的電子元件組成的。今天,我們就學習常見的有用的電子元件的初步知識。首先學習二極管。讓學生觀察實物,認識各種晶體二極管。引出問題:“什么是晶體二極管?”一個pn結加上兩個引出線和管殼構成就構成一個二極管。什么是pn結?
板書:(第一章第一節 晶體二極管)
2、進行新課
(一)、pn結(30分鐘,其中講解大約15-20min,學生分組測量大約10-15min)(1)、介紹半導體二極管的定義及引出半導體二極管材料——半導體的概念。
(2)、講解p型和n型半導體材料(3)、pn結的概念(4)、pn結的單向導電特性:用演示實驗解釋pn結的單向導電特性。
用發光二極管演示實驗驗證pn結的單向導電性,加深學生對pn結單向導電性的理解。同時讓學生看看老師制作的課件,感受知識的實用性,激發學生的學習熱情。
(二)、二極管的分類、結構及命名方法
(1)、用課件展示二極管分類和結構示意圖。根據學生認知規律,以直觀的彩色畫面讓學生真切感受和輕松記住各種二極管分類和內部的結構。
(2)、二極管的符號:認識二極管的符號。
(3)、掌握二極管的命名方法,讓學生識別二極管的型號,并會使用手冊查找相關的數據。
(三)、直觀法識別二極管的極性:a:觀察外殼上的符號標記b:觀察外殼上的色點c:觀察玻璃殼內的觸針
(四)、二極管的單向導電特性:根據教學直觀性原則,加入兩個演示實驗;培
養學生實際技能和調動學習興趣,加入兩個操作訓練。(10-15min)(1)、用演示實驗驗證二極管單向導電特性,加深學生對二極管工作原理的理解。注意萬用表紅、黑表筆正負極性,講述用此法可以判定二極管的極性。
(2)、老師講解檢測方法,分小組讓每個學生學會使用萬用表檢測二極管的材質以及二極管的挑選。最后學生總結檢測的過程,老師作板書記錄,注意學生的問題答疑。
四、歸納總結:(5分鐘)
設計問題,由學生回答問題:
(1)pn結的最重要特性是什么?
(2)二極管按材料分成哪兩種?按結構分又能分成哪幾種?(3)怎樣檢測二極管的材質,請敘述出方法,并操作過程。(4)怎樣檢測二極管的極性?邊做邊演示
(5)怎樣檢測二極管的好壞?
采用小組抽簽的方式,每題五分,優勝的小組獲得紅旗。
教師作點評和歸納,理順整節課教學內容,融會貫通各部分知識,讓學生
對二極管建立全面認識。
七、反饋練習:
1.書面練習:課本練習題p23—2、3、4 2.操作練習:動手反復練習二極管的極性和好壞判斷。
第五部分:板書設計
半導體二極管
1、認識半導體二極管的封裝 2 pn結單向導電性
3、二極管的基本結構和分類
4、二極管的測量
說課完畢,謝謝!篇三:半導體二極管說課稿
《半導體二極管》說課稿
寧遠縣職業中專學校 何紹斌
一、教材分析
本節教材選自高等教育出版社《電子技術基礎》中第一章第一節 “半導體二極管”。本節內容是介紹和驗證二極管的單向導電特性及伏安特性。這些知識不僅是進一步學習電子技術的基礎,而且在生產和生活中也起著舉足輕重的作用。
二、學情分析
本課程面向的是剛進入職業中專的初中畢業生,基礎知識比較薄弱,理論學習興趣不高,不過,學生的動手能力比較強,喜歡實際操作。在學習本課之前學生已經掌握了“半導體”的一些基本知識如:載流子、pn結及pn結的單向導電特性等。
三、教學目標
針對學生的心理特點和認知水平,結合教材,本著面向全體、使學生全面主動發展的原則,確定本節課的教學目標如下:
知識目標:1.了解二極管的結構、符號、主要參數 2.掌握二極管的單向導電特性及伏安特性
能力目標:1.培養學生動手實驗的能力 2.培養學生的分析能力、歸納總結能力
情感目標:1.培養學生的協作意識和創新意識 2.增強學生學習專業知識的信心
四、重點與難點
通過對教材分析和實際應用,確定教學重點為“二極管單向導電性”;難點為“二極管的伏安特性”。
五、教法、學法分析
在本節課中,我努力做到教法與學法的辯證統一,既重視教法的使用,也加強學法的指導。
教法:依據本節教材的內容,結合學生的特點,考慮到技校學生已經具有一定的思維能力,主要突出能力目標的實現。采取情境教學、實驗教學、探究教學、多媒體演示等教學方法,把主動權交給學生,使學生主動參與到課堂中來。
學法:引導學生采用自主學習法、動手實驗、分析討論、歸納總結等學習方法,培養學生的
動口、動手、動腦和團結協作的能力,發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛。
六、教學過程
我把這節課分為四個階段:引入新知、探究新知、總結新知、拓展新知。
(一)引入新知
在本節課中,我利用電子元件在日常生活中的應用(電器指示燈、紅綠燈、玩具彩燈等)引出本課的內容——半導體二極管。這樣會讓學生感覺到二極管在生活中的重要性,激發學生探究新知的欲望。
(二)探究新知
1.激發興趣,自主學習
展示玩具、二極管的實物圖,介紹二極管結構、符號。讓學生自己預習,回答以下問題:
半導體二極管有哪些性質?
這個過程是學生自主學習的過程,讓學生初步體驗到成功的樂趣,既增強了自信又延續了學習興趣,使學生逐漸養成自主學習的好習慣。2.提出問題,設計實驗
通過預習學生已經知道二極管具有單向導電特性。但如何驗證,成為問題的關鍵。
由教師給出實驗器材,指導學生設計“驗證二極管單向導電特性”的電路圖,學生會很快的設計出來。這個過程注重學生的主動參與、教師的積極引導,分層次、分階段逐步培養學生分析問題、設計實驗的能力。3.動手實驗,分析總結
1)根據電路圖連接實物圖。2)實驗驗證:正向導通,反向截止(同時用多媒體演示實驗現象)。
這個過程學生不是被動的接受,而是通過自己動手主動去驗證去學習新知,體驗深刻,激發興趣,突出本節重點。4.師生合作,深入探究
此時有的學生會問:“為什么二極管具有單向導電特性”?在肯定學生的基礎上解答:“由二極管內部結構決定的;雖然看不見二極管內部結構,但我們可以對反應二極管單向導電特性的物理量進行定量研究。”即本節核心問題:“二極管的伏安特性?”,也是本節課的難點。
教師引導學生在原有實驗基礎上設計新電路,一起研究二極管電壓和電流的關系。教師和學生一起動手做“研究二極管電壓電流關系”的演示實驗,邊做邊指導學生讀數并讓學生記錄實驗數據;根據數據一起做練習:繪制出“二極管伏安特性曲線”;利用多媒體課件具體分析“二極管伏安特性曲線”的特點,并介紹二極管的主要參數。
這個過程重在強化“實驗―記錄數據―分析數據―總結規律”的研究方法,并改變以往演示實驗的做法,充分發揮學生的主體地位。教師引導學生動腦設計、親自操作、相互交流、歸納總結,使學生既學習知識又鍛煉能力,愛學更會學。5.突破難點,得出結論
用多媒體動畫再次深化本節核心問題。綜上所述:二極管的伏安特性即電壓和電流的關系。
歸納總結得出的結論,用多媒體形象、直觀的進行深化,符合思維的連貫和學生認識規律,使學生對知識的印象更加深刻。達到突破本節難點的目的。
(三)總結新知
1.半導體二極管的概念、符號。2.半導體二極管的單向導電性。3.半導體二極管的伏安特性。
使同學們鞏固本節課所學新知。布置本節作業,保證下節課教學內容的順利進行。
(四)拓展新知
至此,教學內容已講授完畢,根據學生的情況,繼續引導同學們思考:什么是led”,讓學生課下利用網絡查找。
一方面為下一節課學習作好鋪墊,一方面也有利于學生形成完整的知識結構。
七、板書設計
半導體二極管 一、二極管的基本知識: 1.二極管的概念
2.二極管的結構、符號 二、二極管的伏安特性曲線: 1.經過原點 2.正向特性
3.反向特性 2篇四:晶體二極管說課稿
晶體二極管說課稿
一、教學目的
1、理解pn結的單向導電特性
2、了解晶體二極管分類和基本結構,會識別二極管的型號,并
會利用手冊查找相關的數據
3、正確使用萬用表檢測晶體二極管的極性、挑選以及二極管的材質
4、了解二極管的伏安特性,掌握關鍵名詞,理解二極管的導電
特性
5、掌握晶體二極管的各主要參數及選擇二極管的方法
6、識別晶體二極管的型號并會使用《電工手冊》查找相關的數
據
二、實驗器材
各種晶體二極管實(發光二極管、整流二極管、大功率二極管、穩壓二極管),mf萬用表15塊,硅整流二極管1n4007 15只,鍺二極管15只,試驗板一塊、3伏的直流電源一塊
三、教學過程
1、引入新課(5 分鐘)
教師舉例說明在日常生活中經常看到很多電器,如:電視機、計算機、音箱,dvd等。這些電器都是由各種各樣的電子元件組成的。今天,我們就學習常見的有用的電子元件的初步知識。首先學習二極管。讓學生觀察實物,認識各種晶
體二極管。引出問題:“什么是晶體二極管?”一個pn結加上兩個引出線和管
殼構成就構成一個二極管。什么是pn結?
板書:(第一章第一節 晶體二極管)
2、進行新課
(1)pn結(20分鐘)1介紹半導體二極管的定義及引出半導體二極管材料——半導體的概念。2講解p型和n型半導體材料 3pn結的概念
4pn結的單向導電特性:用演示實驗解釋pn結的單向導電特性。
用發光二極管演示實驗驗證pn結的單向導電特性,加深學生對pn結單向導電
特性的理解。同時讓學生看看老師自作的課件,感受知識的實用性,激發學生的學習熱情。
(2)二極管的分類、結構及命名方法(15分
鐘)
1用課件展示二極管分類和結構示意圖。根據學生認知規律,以直觀彩色的畫面
讓學生真切感受和輕松記住各種二極管分類和內部的結構。2二極管的符號:認
識二極管的符號。3掌握二極管的命名方法,讓學生識別二極管的型號,并會使
用手冊查找相關的數據。
(3)直觀法識別二極管的極性:a:觀察外殼上的符號標記b:觀察外殼上的色
點c:觀察玻璃殼內的觸針(10分鐘)
(4)二極管的單向導電特性:根據教學直觀性原則,加入兩個演示實驗;培養
學生實際技能和調動學習興趣,加入兩個操作訓練。(30分鐘)1用演示實驗驗證二極管單向導電特性,加深學生對二極管工作原理的理解。注意萬用表紅、黑表筆正負極性,講述用此法可以判定二極管的極性。2老師講解檢測方法,分小組讓每個學生學會使用萬用表檢測二極管的材質以及二極管的挑選。最后學生總結檢測的過程,老師作板書記錄,注意學生的問題答疑。
(6)伏安特性(45分鐘)晶體二極管兩端電壓和電流關系可以用伏安特性曲線表示。它反映了流過二極管的電流隨外加電壓變化的規律。可用實驗的方法逐點測量給出,也可用示波器顯示。1什么是伏安特性曲線呢?出示伏安特性曲線概念課件,3然后播放伏安特性曲線課件,進一步分析伏安特性曲線,詳細講解各名詞的概念以及在曲線上的位置。注意各關鍵名詞定義及區別(死區、正向特性、門坎電壓、導通電壓、正向飽和壓降、反向特性、反向電壓、反向擊穿特性、擊穿電壓)。4文字總結二極管的導電特性,進一步理解二極管的工作原理。5下一步又引出:主要參數。課件展示出主要參數并逐條講解定義,借助伏安特性曲線指出具體的位置,把抽象的概念具體化,強調各參數的選值范圍。6選擇幾個管型號讓學生查找相關的參數。
如:1n4001 1n4007、2ap8a、2cz58的vr、vf、ir、ifs
四、歸納總結:(5分鐘)
設計問題,由學生回答問題:
(1)pn結的最重要特性是什么?(2)二極管按材料分成哪兩種?按結構分又能分成哪幾種?
(3)怎樣檢測二極管的材質,請敘述出方法,并操作過程。
(4)二極管的伏安特性分為幾個部分?
(5)什么是正向特性?什么是反向特性?什么是反向擊穿特性?
(6)正向特性又分成幾個區域?
(7)反向特性有什么特點?
(8)反向擊穿特性有什么特點?
(9)ifm、vrm、ir、fm、vr、vf、ifs各代表什么意思?
(10)請查出以下各二極管的工作參數:2ap23、1n4002(11)怎樣檢測二極管的極性?邊做邊演示
(12)怎樣檢測二極管的好壞?
(13)說出以下各二極管的名稱
采用小組抽簽的方式,每題五分,優勝的小組獲得紅旗。
教師作點評和歸納,理順整節課教學內容,融會貫通各部分知識,讓學生對二極管建立全面認識。
五、反饋練習:(5分鐘)
1.書面練習:課本練習題p23—2、3、4 2.操作練習:動手反復練習二極管的極性和好壞判斷。
第三篇:二極管教案
教師班級日期 課時 1課時 課型 新課地點
教學樓204室 科目
電工電子技術與技能課題 二極管 教學目標
一、知識目標
1.了解二極管的結構、符號 2.掌握二極管的特性 3.掌握用數字萬用表測量二極管的方法
二、能力目標 1.能夠認識二極管,由外觀判斷極性 2.學會用面包板搭接一般電路
3.掌握二極管的導電特性
4.掌握萬用表的使用,判斷二極管好壞和極性的方法
三、情感態度與價值觀
通過觀看圖片、動手做實驗,激發學生對學習二極管的求知欲,進而增進學生學習電工電子課程的興趣。教學重點
1.二極管的結構、符號 2.二極管的特性
3.萬用表測量二極管的方法 教學難點
1.學生自主發現二極管的單向導電性
2.數字萬用表判斷二極管好壞的方法教學方法講授法、實驗法 教學準備
多媒體、任務書 小組分發實驗器材
實驗器材:數字萬用表、電池、面包板、多種類型二極管教學過程設計 教學環節 教師教 學生學 設計意圖 導入 新課
PPT上打出日常生活中身邊二極管的圖片,讓學生觀查,引入新題。學生觀看圖片,與老師互動,發現身邊中的二極管,提升學生學習興趣。用熟悉的生活實例導入新課,激發學生學習興趣、求知欲。二極管就在我們身邊。明確 任務
1.學習二極管的基本結構 2.學習二極管的特性 3.學習萬用表測量二極管認真傾聽,明確這節課所要學習的主要內容。使學生知道這節課的主要內容是什么,重 點掌握什么。
認識二極管結構 1.首先通過PPT動畫演示介紹什么是PN結,然后講解PN結如何封裝成二極管,最后指出PN結的重要性。
通過二級管用途的介紹,指出“二極管改變了世界”。2.給出二極管的圖形符號
文字符號:VD
3.通過PPT結合發給學生的二極管元件,學習如何從外觀判斷二極管的極性。同時簡單介紹下面三種二極管的用途。
整流VD負極:銀色色環;穩壓VD負極:黑色色環;發光VD負極:短引腳。認真看、認真聽,了解二極管是有極性的電子器件。學生記憶,并在任務書上寫下來,總結討論記憶VD正負極的小技巧,在任務書中寫下。認真觀察手里的元件,感性學習二極管極性判斷,并寫入任務書。聽老師講解學習二極管用途。用PPT拆解并講解PN結的構成,讓學生掌握P區正極、N區負極這一知識點。“二極管改變了世界”為下面的實驗埋伏筆。
讓學生總結規律,發散思維,邊學邊寫邊記憶,隨堂鞏固,加深印象。要求熟記。
鍛煉學生觀察力,鞏固前面的符號極性,也為下一步單向導電實驗做準備。要求熟練掌握。做 中 教
實驗引入:電子產品引領人類文明的進化,作為常見電子器件,二極管改變了世界,下面做個試驗,看二極管是靠什么改變世界的。激發學生興趣,引發學生自主動手自主發現問題的主觀愿望。
第四篇:半導體二極管說課稿
《半導體二極管》說課稿
寧遠縣職業中專學校 何紹斌
一、教材分析
本節教材選自高等教育出版社《電子技術基礎》中第一章第一節 “半導體二極管”。本節內容是介紹和驗證二極管的單向導電特性及伏安特性。這些知識不僅是進一步學習電子技術的基礎,而且在生產和生活中也起著舉足輕重的作用。
二、學情分析
本課程面向的是剛進入職業中專的初中畢業生,基礎知識比較薄弱,理論學習興趣不高,不過,學生的動手能力比較強,喜歡實際操作。在學習本課之前學生已經掌握了“半導體”的一些基本知識如:載流子、PN結及PN結的單向導電特性等。
三、教學目標
針對學生的心理特點和認知水平,結合教材,本著面向全體、使學生全面主動發展的原則,確定本節課的教學目標如下:
知識目標:1.了解二極管的結構、符號、主要參數 2.掌握二極管的單向導電特性及伏安特性 能力目標:1.培養學生動手實驗的能力
2.培養學生的分析能力、歸納總結能力
情感目標:1.培養學生的協作意識和創新意識 2.增強學生學習專業知識的信心
四、重點與難點
通過對教材分析和實際應用,確定教學重點為“二極管單向導電性”;難點為“二極管的伏安特性”。
五、教法、學法分析
在本節課中,我努力做到教法與學法的辯證統一,既重視教法的使用,也加強學法的指導。
教法:依據本節教材的內容,結合學生的特點,考慮到技校學生已經具有一定的思維能力,主要突出能力目標的實現。采取情境教學、實驗教學、探究教學、多媒體演示等教學方法,把主動權交給學生,使學生主動參與到課堂中來。
學法:引導學生采用自主學習法、動手實驗、分析討論、歸納總結等學習方法,培養學生的動口、動手、動腦和團結協作的能力,發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛。
六、教學過程
我把這節課分為四個階段:引入新知、探究新知、總結新知、拓展新知。
(一)引入新知
在本節課中,我利用電子元件在日常生活中的應用(電器指示燈、紅綠燈、玩具彩燈等)引出本課的內容——半導體二極管。這樣會讓學生感覺到二極管在生活中的重要性,激發學生探究新知的欲望。
(二)探究新知
1.激發興趣,自主學習
展示玩具、二極管的實物圖,介紹二極管結構、符號。讓學生自己預習,回答以下問題:
半導體二極管有哪些性質?
這個過程是學生自主學習的過程,讓學生初步體驗到成功的樂趣,既增強了自信又延續了學習興趣,使學生逐漸養成自主學習的好習慣。
2.提出問題,設計實驗
通過預習學生已經知道二極管具有單向導電特性。但如何驗證,成為問題的關鍵。由教師給出實驗器材,指導學生設計“驗證二極管單向導電特性”的電路圖,學生會很快的設計出來。
這個過程注重學生的主動參與、教師的積極引導,分層次、分階段逐步培養學生分析問題、設計實驗的能力。
3.動手實驗,分析總結
1)根據電路圖連接實物圖。
2)實驗驗證:正向導通,反向截止(同時用多媒體演示實驗現象)。
這個過程學生不是被動的接受,而是通過自己動手主動去驗證去學習新知,體驗深刻,激發興趣,突出本節重點。
4.師生合作,深入探究 此時有的學生會問:“為什么二極管具有單向導電特性”?在肯定學生的基礎上解答:“由二極管內部結構決定的;雖然看不見二極管內部結構,但我們可以對反應二極管單向導電特性的物理量進行定量研究。”即本節核心問題:“二極管的伏安特性?”,也是本節課的難點。
教師引導學生在原有實驗基礎上設計新電路,一起研究二極管電壓和電流的關系。教師和學生一起動手做“研究二極管電壓電流關系”的演示實驗,邊做邊指導學生讀數并讓學生記錄實驗數據;根據數據一起做練習:繪制出“二極管伏安特性曲線”;利用多媒體課件具體分析“二極管伏安特性曲線”的特點,并介紹二極管的主要參數。
這個過程重在強化“實驗―記錄數據―分析數據―總結規律”的研究方法,并改變以往演示實驗的做法,充分發揮學生的主體地位。教師引導學生動腦設計、親自操作、相互交流、歸納總結,使學生既學習知識又鍛煉能力,愛學更會學。5.突破難點,得出結論
用多媒體動畫再次深化本節核心問題。綜上所述:二極管的伏安特性即電壓和電流的關系。
歸納總結得出的結論,用多媒體形象、直觀的進行深化,符合思維的連貫和學生認識規律,使學生對知識的印象更加深刻。達到突破本節難點的目的。
(三)總結新知
1.半導體二極管的概念、符號。2.半導體二極管的單向導電性。3.半導體二極管的伏安特性。
使同學們鞏固本節課所學新知。布置本節作業,保證下節課教學內容的順利進行。
(四)拓展新知
至此,教學內容已講授完畢,根據學生的情況,繼續引導同學們思考:什么是LED”,讓學生課下利用網絡查找。
一方面為下一節課學習作好鋪墊,一方面也有利于學生形成完整的知識結構。
七、板書設計
半導體二極管 一、二極管的基本知識: 1.二極管的概念
2.二極管的結構、符號 二、二極管的伏安特性曲線: 1.經過原點 2.正向特性
3.反向特性
第五篇:職高二極管教學設計
篇一:二極管說課稿
一、說教材
我說課的內容是高等教育出版社出版的,由張龍興主編的教材《電子技術基礎》(第二版)中第一章第一節《半導體二極管》。本節是本章的重點,也是整本書的基礎,打好基礎很重要,就如蓋房子,地基扎實,才能建起高樓大廈。這一節講的基本概念比較多,比如半導體、空穴、載流子、N型半導體、P型半導體、PN結等等。因為構成物質的微觀粒子看不見、摸不著,PN結的形成過程全靠想象,所以學生感到太抽象,不好接受,所以我考慮到用實驗演示和多媒體動畫演示來授課,以期達到良好的教學效果。
二、說教學目標及重難點
教學目標:
知識目標:
1、理解PN結的單向導電特性
2、掌握半導體二極管分類和基本結構,會識別二極管的型號
3、掌握半導體二極管正向特性和反向特性
技能目標:
正確使用萬用表檢測半導體二極管的極性、二極管的質量
情感目標:
注意理論聯系實際,加強應用,注意培養學生的自學能力,開拓思路,激發學生的專業學習興趣。
重點:
PN結的單向導電性和二極管的特性理解;
難點:
PN結是怎樣形成的。
三、說學情
我們面對的是剛剛初中畢業來到中職學校的學生,他們大多基礎薄弱,自學能力較差,是我們所說的學困生,他們面對這樣一門全新的課程,可以說是困難重重,所以我在上這節課時特別注意到學生的這些特點,以實驗為基礎來引發學生的學習興趣和學習熱情。
四、說教法
講授法、分組實驗法
五、說實驗器材
各種半導體二極管實物(發光二極管、整流二極管、大功率二極管、穩壓二極管),MF47萬用表10塊,硅整流二極管1N4007 10只,鍺二極管10只,試驗板一塊、3伏的直流電源一塊
六、說課時:
2課時
七、說教學過程
第一課時
(一)、引入新課(5min)教師舉例說明在日常生活中經常看到很多電器,如:電視機、計算機、音箱,DVD等。這些電器都是由各種各樣的電子元件組成的。其中有一種非常重要的元件-------半導體二極管,這就是今天我們要學習的內容,板書:(1—1 半導體二極管)
引出問題:“什么是晶體二極管?”(讓學生觀察手中的二極管,感性認識二極管)
教師給出二極管的概念:一個PN結加上兩個引出線和管殼就構成一個二極管。
那什么是PN結呢?
(二)、新課講解
1、PN結(30分鐘,其中講解大約15--20min,學生分組測量大約10min)
(1)、介紹半導體二極管的定義由此引出半導體二極管材料——半導體的概念。(半導體:常溫下,導電性能介于導體和絕緣體之間的材料,如:硅、鍺等,它的導電性能可受控制,在半導體中摻入雜質或改變光照、溫度可改變其導電性能。)
(2)、講解P型和N型半導體材料的形成(3)、PN結的概念(將P型半導體和N型半導體經過特殊的加工工藝緊密結合在一起)
(4)、PN結的單向導電特性:用演示實驗總結解釋PN結的單向導電特性。
用發光二極管演示實驗驗證PN結的單向導電性,加深學生對PN結單向導電性的理解。同時讓學生看看老師制作的課件,感受知識的實用性,激發學生的學習熱情。
2、二極管的分類、結構(10min)
(1)、二極管的結構示意圖及符號:
(2)、二極管的分類
篇二:完整電力電子技術教案
課題:
緒論 第一章 第一節 電力二極管
課時:
2課時
教學目標:
1、了解什么是電力電子技術
2、電力二極管的結構與伏安特性
3、掌握掌握電力二極管的主要參數和使用
重點、難點:
電力二極管的伏安特性和主要參數
教具:
教材 粉筆
教學方法:
講授法
時間分配:
新授 80分鐘 小結 15分鐘 作業布置 5分鐘
教學過程:
緒論
相關知識
一、什么是電力電子技術
電子技術包括信息電子技術和電力電子技術兩大分支。通常所說的模擬電子技術和數字電子技術都屬于信息電子技術。電力電子技術是應用于電力領域的電子技術。具體地說,就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術。目前所用的電力電子器件均用半導體制成,故也稱電力半導體器件。電力電子技術所變換的“電力”,功率可以大到數百MW甚至GVV,也可以小到數W甚至1W以下。信息電子技術主要用于信息處理,而電力電子技術則主要用于電力變換。通常所用的電力有交流和直流兩種。從公用電網直接得到的電力是交流的,從蓄電池和干電池得到的電力是直流的。從這些電源得到的電力往往不能直接滿足要求,需要進行電力變換。如表0-1所示,電力變換通常可分為四大類,即交流變直流、直流變交流、直流變直流和交流變交流。交流變直流稱為整流,直流變交流稱為逆變。直流變直流是指一種電壓(或電流)的直流變為另一種電壓(或電流)的直流,可用直流斬波電路實現。
交流變交流可以是電壓或電力的變換,稱做交流電力控制,也可以是頻率或相數的變換。進行上述電力變換的技術稱為變流技術。
二.電力電子器件的發展簡介
1.傳統電力電子器件
2.現代電力電子器件
(1)雙極型器件
(2)單極型器件
(3)混合型器件
三、變換電路與控制技術
四、對本課程的教學要求
第一節 電力二極管
相關知識
一、結構與伏安特性
1、結構
電力二極管的基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管是一樣的,都是以半導體PN結為基礎的。電力二極管實際上是由一個面積較大的PN結和兩端引線以及封裝組成的,圖1-2示出了電力二極管的外形、結構和電氣圖形符號。從外形上看,電力二極管 主要有螺性型和平板型兩種封裝。
2、伏安特性
電力二極管的靜態特性主要是指其伏安特性,如圖所示。當電力二極管承受的正向電壓大到一定值(門檻電壓),正向電流才開始明顯增加,處于穩定導通狀態。與正向電流IF對應的電力二極管兩端的電壓UF即為其正向電壓降。當電力二極管承受反向電壓時,只有少子引起的微小而數值恒定的反向漏電流。
二、主要參數
1、正向平均電流IF
指電力二極管長期運行時,在指定的管殼溫度(簡稱殼溫,用Tc表示)和散熱條件下,其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。
2.正向壓降UF
指電力二極管在指定溫度下,流過某一指定的穩態正向電流時對應的正向壓降。有時候,其參數表中也給出在指定溫度下流過某一瞬態正向大電流時電力二極管的最大瞬時正向壓降。
3.反向重復峰值電壓Urrm
指對電力二極管所能重復施加的反向最高峰值電壓,通常是其雪崩擊穿電壓Ub的2/3。使用時,往往按照電路中電力二極管可能承受的反向最高峰值電壓的兩倍來選定此項參數。
4、最高工作結溫TJM
結溫是指管芯PN結的平均溫度,用TJ表示。最高工作結溫是指在PN結不致損壞的前提下所能承受的最高平均溫度,用TJM表示。TJM通常在125一175℃范圍之內。
5、反向恢復時間t
6.浪涌電流IFSM
指電力二極管所能承受的最大的連續一個或幾個工頻周期的過電流。
三、電力二極管的參數選擇及使用注意事項
1、參數選擇
1)額定正向平均電流IF的選擇原則
2)額定電壓Urrm的選擇原則
2、電力二極管使用注意事項
四、電力二極管的主要類型
1.普通二極管
普通二極管(General Purpose Diode)又稱整流二極管(Rectifier Diade},多用于開關頻率不高(1 kHz以下)的整流電路中。其反向恢復時間較長,一般在5微秒以上,這在開關頻率不高時并不重要,在參數表中甚至不列出這一參數。但其正向電流定額和反向電壓定額卻可以達到很高,分別可達數千安和數千伏以上。
2.快恢復二極管
恢復過程很短,特別是反向恢復過程很短〔一般在5微秒以下)的二極管被稱為快恢復二極管(Fast Recovery Diade-FRD),簡稱快速二極管。工藝上多采用了摻金措施,結構上有的采用PN結型結構,也有的采用對此加以改進的PiIV結構。特別是采用外延型PiN結構的所謂的快恢復外延二極管}(Fast Recaery Epitaxial Diode--FRED),其反向恢復時間更短(可低于50ns),正向壓降也很低(0.9V左右),但其反向耐壓多在1200 V以下。不管是什么結構,快恢復二極管從性能上可分為快速恢復和超快速恢復兩個等級。前者反向恢復時間為數百納秒或更長,后者則在100ns以下,甚至達到20---30ns。
3,肖特基二極管
以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎的二極管稱為肖特基勢壘二極管(Schottky Bar-rier L3iad---SBD} ,簡稱為肖特基二極管。肖特基二極管在信息電子電路中早就得到了應用,但直到20世紀80年代以來,由于工藝的發展才得以在電力電子電路中廣泛應用。與以PIU結為基礎的電力二極管相比,肖特基二極管的優點在于:反向恢復時間很短(10---40ns,正向恢復過程中也不會有明顯的電壓過沖;在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小,明顯低于快恢復二極管。因此,其開關損耗和正向導通損耗都比快速二極管還要小,效率高。肖特基二極管的弱點在于:當所能承受的反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求,因此多用于200V以下的低壓場合;反向漏電流較大且對溫度敏感,因此反向穩態損耗不能忽略,而且必須更嚴格地限制其工作溫度。