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半导体二极管是常用半导体器件中的一种,又称晶体二极管,简称二极管。它是中职校电子电工专业课中的一项重要教学内容。现将“半导体二极管的识别与检测”在教学中实行目标教学法的实践过程介绍如下。
一、课前准备
教师将该节课的教学目标、预习思考问答题提前打印发给学生,要求学生做好充分的预习准备。
准备在学校电子电工实验教室进行教学,并提前准备好半导体二极管有关挂图:二极管的图形符号挂图,部分二极管的图形挂图,硅与锗二极管的伏安特性曲线挂图。
二、教学过程
教师首先告诉学生该节课教学目标:熟悉掌握半导体二极管的符号、种类与作用,熟悉掌握普通二极管的主要参数,熟悉掌握普通二极管的检测。
教师展示二极管的图形符号挂图后,同时拿出半导体二极管实物对学生说:“二极管的管芯是一个PN结,由P区接出的引线为二极管的正极,由N区接出的引线为二极管的负极,用管壳封装后就制成二极管。下面请大家看看课本及二极管的图形符号挂图,回答二极管的文字符号是什么?图形符号表中所示哪端为二极管的正极,哪一端为二极管负极?”
学生回答完后,接着教师展示挂出部分二极管的外形挂图。(挂图有稳压二极管、变压二极管、整流二极管、开关二极管。)“下面同学们认真阅读课文,回答预习思考题,半导体二极管的种类有哪些?”学生E回答说:“半导体二极管种类很多,形态各异。用途不同,可分为锗二极管、硅二极管,按结构不同可分为点接触型和面接触型二极管,按功能或用途不同分为整流二极管、检波二极管、变容二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管等。”教师肯定说:“E同学答得很好。”
紧接着教师挂出硅与锗二极管的伏安特性曲线图。然后采用启发、互动教学法引导学生边看课本有关半导体二极管的内容,边看图分析,使学生认识到半导体二极管具有单向导电特性,只允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极。从硅与锗二极管的伏特性曲线图,可以看出半导体二极管的伏安特性在外加电压的作用下,二极管的电流变化规律的曲线,有正向特性和反向特性两部分。
接着教师采用启发、讨论法引导学生继续分析和.研究硅与锗二极管的伏安特性曲线图,理解熟悉以下几种情况。
第一,当二极管加正向电压时,有一死区电压,或称开启电压,其大小与材料及环境温度有关。一般情况下,硅管的死区电压约为0 5V,锗管的死区电压约为0.1V。当二极管正向电压大于死区电压时,正向电流变化很大,而电压的变化极小,曲线几乎接近于直线。通常认为,硅管的导通电压为0.6~0.7V,锗管的导通电压为0.2~0.3V。
第二,当二极管接反向电压时,反向电流很小,且与反向电压无关。由于半导体的热敏特性,反向饱和电流随温度的升高而增大。
第三,当反向电压超过一定限度时,反向电流将急剧增加,二极管失去了单向导电性,这种现象称为反向击穿,此时的反向电压称为反向击穿电压。PN结击穿后结电流急剧变化,而PN结两端的电压却基本保持不變,利用这一特性可以做成稳压器。击穿并不意味着PN结的损坏,只要击穿PN结的电流不超过某一限度,PN结即保持完整无损且允许击穿现象重复发生。
最后,师生互动后得出半导体二极管的作用:第一,根据二极管的单向导电特性,点接触型二极管主要用于小电流的整流、检测、限幅、开关等电路中,而面接触型二极管主要用于整流。第二,一些特殊二极管具有各自的作用,如稳压二极管在电路中起稳压作用,开关二极管在电流中起开关作用,变容二极管在电路中起可变电器的作用,发光二极管在电路中起发光指示的作用。
三、教学小结
学生在课前充分预习的情况下,上课时能积极、主动参与教学活动,较圆满地实现教学目标。
四、教学体会
目标教学法的认真实施,充分展示了以数字目标为核心和主线的教学方案。在教学中,师生的目标明确,重点突出,学生的学习积极性、主动性、自觉性得到充分激发,取得良好的教学效果。目标教学法值得教师们不断实践、不断探索、不断提高、不断完善。
(作者单位:海南澄迈中等职业学校)
一、课前准备
教师将该节课的教学目标、预习思考问答题提前打印发给学生,要求学生做好充分的预习准备。
准备在学校电子电工实验教室进行教学,并提前准备好半导体二极管有关挂图:二极管的图形符号挂图,部分二极管的图形挂图,硅与锗二极管的伏安特性曲线挂图。
二、教学过程
教师首先告诉学生该节课教学目标:熟悉掌握半导体二极管的符号、种类与作用,熟悉掌握普通二极管的主要参数,熟悉掌握普通二极管的检测。
教师展示二极管的图形符号挂图后,同时拿出半导体二极管实物对学生说:“二极管的管芯是一个PN结,由P区接出的引线为二极管的正极,由N区接出的引线为二极管的负极,用管壳封装后就制成二极管。下面请大家看看课本及二极管的图形符号挂图,回答二极管的文字符号是什么?图形符号表中所示哪端为二极管的正极,哪一端为二极管负极?”
学生回答完后,接着教师展示挂出部分二极管的外形挂图。(挂图有稳压二极管、变压二极管、整流二极管、开关二极管。)“下面同学们认真阅读课文,回答预习思考题,半导体二极管的种类有哪些?”学生E回答说:“半导体二极管种类很多,形态各异。用途不同,可分为锗二极管、硅二极管,按结构不同可分为点接触型和面接触型二极管,按功能或用途不同分为整流二极管、检波二极管、变容二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管等。”教师肯定说:“E同学答得很好。”
紧接着教师挂出硅与锗二极管的伏安特性曲线图。然后采用启发、互动教学法引导学生边看课本有关半导体二极管的内容,边看图分析,使学生认识到半导体二极管具有单向导电特性,只允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极。从硅与锗二极管的伏特性曲线图,可以看出半导体二极管的伏安特性在外加电压的作用下,二极管的电流变化规律的曲线,有正向特性和反向特性两部分。
接着教师采用启发、讨论法引导学生继续分析和.研究硅与锗二极管的伏安特性曲线图,理解熟悉以下几种情况。
第一,当二极管加正向电压时,有一死区电压,或称开启电压,其大小与材料及环境温度有关。一般情况下,硅管的死区电压约为0 5V,锗管的死区电压约为0.1V。当二极管正向电压大于死区电压时,正向电流变化很大,而电压的变化极小,曲线几乎接近于直线。通常认为,硅管的导通电压为0.6~0.7V,锗管的导通电压为0.2~0.3V。
第二,当二极管接反向电压时,反向电流很小,且与反向电压无关。由于半导体的热敏特性,反向饱和电流随温度的升高而增大。
第三,当反向电压超过一定限度时,反向电流将急剧增加,二极管失去了单向导电性,这种现象称为反向击穿,此时的反向电压称为反向击穿电压。PN结击穿后结电流急剧变化,而PN结两端的电压却基本保持不變,利用这一特性可以做成稳压器。击穿并不意味着PN结的损坏,只要击穿PN结的电流不超过某一限度,PN结即保持完整无损且允许击穿现象重复发生。
最后,师生互动后得出半导体二极管的作用:第一,根据二极管的单向导电特性,点接触型二极管主要用于小电流的整流、检测、限幅、开关等电路中,而面接触型二极管主要用于整流。第二,一些特殊二极管具有各自的作用,如稳压二极管在电路中起稳压作用,开关二极管在电流中起开关作用,变容二极管在电路中起可变电器的作用,发光二极管在电路中起发光指示的作用。
三、教学小结
学生在课前充分预习的情况下,上课时能积极、主动参与教学活动,较圆满地实现教学目标。
四、教学体会
目标教学法的认真实施,充分展示了以数字目标为核心和主线的教学方案。在教学中,师生的目标明确,重点突出,学生的学习积极性、主动性、自觉性得到充分激发,取得良好的教学效果。目标教学法值得教师们不断实践、不断探索、不断提高、不断完善。
(作者单位:海南澄迈中等职业学校)