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1、课程教案首页
No. 1
授课题目
二极管的结构、分类及其特性
教学单元
学 时
4 2
1—1 1—1
<
1 1
1 1
教学目标
［知识目标］:
掌握半导体基础知识，二极管的伏安特性、二极管的主要参数、二极管的单
向导电性
［能力目标］:
会判断二极管的极性及二极管质量的好坏。
［素质目标］:
1. 培养学生认知能力，培养学生的学习兴趣。
2. 培养学生团队协作精神。
重点
难点
二极管的单向导电性
二极管的伏安特性
教学方法
实物演示法、讲授法、多媒体演示法
能力训练
（作业）
二极管质量好坏的判别方法。
教学体会
授课班
2、级
授课时间及地点
年 月 日（星期 ）第 节，楼 室
年 月 日（星期 ）第 节，楼 室
年 月 日（星期 ）第 节，楼 室
年 月 日（星期 ）第 节，楼 室
年 月 日（星期 ）第 节，楼 室
任务设计
步骤一： 10分钟
《电工电子技术II》课程介绍。
用实验引入新课(导体、绝缘体和半导体分别接入电路的灯反应)。
根据物体导电能力(电阻率)的不同进行分类：导体、绝缘体和半导体。
半导体的电阻率为10一3〜IO' Qecmo
典型的半导体有硅Si和错Ge以及砰化铉GaAs等。
步骤二：从自然界物质导电性能分类入手，共分为导体、绝缘体、半
3、导体三种类型，从而主要讲
授半导体及其特性、PN结的形成、半导体二极管的特性及其参数。 70分钟
一、 本征半导体
1. 本征半导体一一化学成分纯净的半导体。
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。
3. 半导体的特征：热敏性、光敏性、掺杂性。
(1) N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成N型半导体,也称电子型半导体。
(2) P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、保、锢等形成了 P型半导体，也称为空穴型半导体。
(
4、3) PN 结
在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质，分别形成N型半导体和P型半导体。对于P型半导
体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。
二、 PN结的单向导电性
PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是
高阻性，电流小。
如果外加电压使：
PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，简称正偏；
PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。
1. PN结加正向电压时的导电情况
外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是，
内电场对多子扩散运动
5、的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影
响，PN结呈现低阻性。
2. PN结加反向电压时的导电情况
外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场
对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流
大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。
在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，
基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。
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，
6、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。
三、半导体二极管
1. 二极管的伏安特性
二极管的伏安特性曲线
(1) 正向特性
当V>0,即处于正向特性区域。正向区又分为两段：
当0Vth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。
硅二极管的死区电压Vth=0.5 V左右，
错二极管的死区电压Vth=O. 1 V左右。
(2) 反向特性
当VVO时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：
当VBR
7、反向电流也称反向
饱和电流IS。
当VNVBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压。
2. 二极管的主要参数
半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压VBR、最大反向工作电压VRM、反向电流
IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。几个主要的参数介绍如下：
(1) 最大整流电流IF——二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。
(2) 反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM——二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值
称为反向击穿电压VBR。为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压VRM 一般只按反向击穿电压VBR
的一半计算。
8、(3) 反向电流IR——在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。
硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；错二极管在微安(闵)级。
(4) 正向压降VF——在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在
中等电流水平下，约0. 6-0. 8 V；错二极管约0.2-0. 3 Vo
3. 稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。稳压二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安
特性曲线完全一样，稳压二极管伏安特性曲线的反向区、符号和典型应用电路如图所示。
(a)符号 (b)伏安特性 (c)应用电路
稳压二极管的伏安特性
稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。
电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻
上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。
10分钟
步骤三:用师生共同回顾的方式进行总结
1. 为什么采用半导体材料制作电子器件？
2. 空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？
3. 什么是N型半导体？什么是P型半导体？ PN结是怎样形成的？
4. PN结为什么具有单向性？在PN结中另反向电压时真的没有电流吗?
汽车电子技术基础 教案1
