电子技术基础与技能全书教案电子教案整本书教案单元教学设计.docx

上课时间
年 月 日
第1～2课时
课题
半导体、N型半导体与P型半导体、PN结
课型
理论课
教学方法
讲授法、多媒体演示法
学法
讨论、推理
教具
PPT
教学目的
1、了解半导体的特性；
2、理解N型半导体与P型半导体的形成；
3、理解PN结的构成及特性
教学重点
1、N型半导体与P型半导体的形成；
2、PN结的特性；
教学难点
N型半导体与P型半导体中载流子的形成
教学过程
【新课引入】
教师提问：从材料导电性能的角度，一般将物体分为几类？从而引出半导体材料。
【新课教学】
教学内容1：半导体的基本概念
教师活动：PPT展示半导体的基本概念：
讲解：
1、半导体：半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
2、本征半导体：不含任何杂质的晶体半导体材料。
3、常见的本征半导体材料：纯净的硅和锗。是由原子组成的晶体。
教学内容2：半导体的掺杂与载流子
教师活动：PPT展示半导体的掺杂与载流子的形成
讲解：
引导学生回顾烹饪中加调料方法和作用。以“加调料”做类比，讲解本征半导体的掺杂性：
由于本征半导体特殊的晶格结构，它的导电能力差，接近于绝缘体，且外加的强制力如光、温度、电场等的作用并不能改变它的导电性能。但像“加调料”一样在晶片中添加一些特殊的杂质，它的导电状态和性能就随外加强制力的作用而改变，非常有利于电路中电流和电压的控制。
这种改造本征半导体导电性能的方法就是掺杂。
本征半导体中掺入特殊杂质后，它的导电性发生明显改变的特性称为掺杂性。
在半导体掺杂中，最重要的两种杂质是硼和磷。
在本征半导体中掺入特殊杂质后，它的导电性能之所以发生明显改变，是因为其中产生了载流子。
以硅晶片为例讲解载流子的形成：
由于硅原子间的共价键作用，硅晶体中几乎没有自由电子。若在硅晶片中掺杂磷（5价元素），磷原子和硅原子间由于共价键的作用，使一些电子不能被束缚而成为自由电子。如下图（a）所示。这种掺杂半导体（以下简称半导体）在电场作用下，其中的自由电子向高电位端定向移动形成电流。掺杂越多，电流越大；若在硅晶片中掺杂硼（3价元素），一个硼原子和一个硅原子间的共价键中将出现一个空位，使这个硅原子的核内正电荷和核外负电荷总量不平衡，显现出一个单位的正电荷（即一个质子的电荷量）如图1.1.1（b）所示。这种半导体在电场作用下，将有电子被激发，跃迁填入到共价键空位中，使带正电的空穴向低电位端定向移动，形成电流。同样，掺杂越多，电流越大。

自由电子：带负电。
空穴：显正电
3、载流子
掺杂半导体导电所需的自由电荷与金属导体中的自由电荷的来源、性质不同，为加以区别，把半导体中的电子和空穴统称为载流子。

教学内容3：P型半导体和N型半导体
讲解：
在本征半导体中掺杂不同物质后，其中将产生不同的载流子。
4、像硅晶片掺杂磷后的半导体，在本征半导体中掺入五价元素后，其中的载流子以电子为主，把这种半导体称为N型半导体。即N型半导体通过电子导电。
5、像硅晶片掺杂硼后的半导体，在本征半导体中掺入三价元素后，其中的载流子以空穴为主，把这种半导体称为P型半导体。即P型半导体通过空穴导电
教学内容4
讲解：
1、PN结的形成：通过特殊制作工艺将P型半导体和N型半导体紧密结合在一起，在这两个半导体的交界处形成一个具有特殊性质的薄层，这个薄层被称为PN结。如下图所示。

2、PN结的特性：PN结的显著特性就是单向导电性。
在PN结的P型半导体上加上高电位，N型半导体上加上低电位，PN结就会导通，产生电流；反之，即在PN结的P型半导体上加上低电位，N型半导体上加上高电位，PN结中仅有极微弱的电流，PN结几乎截止。PN结的这种导电现象被称为单向导电性。
3、正向电压与反向电压：为表述方便，把PN结的P型半导体上加上高电位、N型半导体上加上低电位时PN结两端的电压称为正向电压，PN结在正向电压作用下导通所产生的电流称为正向电流；反之，即在PN结的P型半导体上加上低电位、N型半导体上加上高电位时PN结两端的电压称为反向电压。这样，PN结的单向导电性可表述为：在PN结上加上一定的正向电压，PN结就导通，产生正向电流；在PN结上加反向电压，PN结就截止。
【课堂小结】
教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：
1、半导体：半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
2、本征半导体：不含任何杂质的晶体半导体材料。
3、常见的本征半导体材料：纯净的硅和锗。是由原子组成的晶体。
4、掺杂性：本征半导体中掺入特殊杂质后，其中出现载流子，使半导体的导电性发生明显改变。
自由电子：带负电。
空穴：显正电
6、载流子
5、在本征半导体中掺杂不同物质，其中将产生不同的载流子。

7、在本征半导体掺杂中，最重要的两种杂质是硼（三价元素）和磷（五价元素）。
8、N型半导体：载流子以电子为主的掺杂半导体。N型半导体主要通过电子导电。
9、P型半导体：载流子以空穴为主的掺杂半导体。P型半导体主要通过空穴导电.
10、PN结的显著特性是单向导电性。
11、在PN结上加上一定的正向电压，PN结就导通，产生正向电流；反之，在PN结上加反向电压，PN结就截止。
【布置作业】
简答以下问题：
1、本征半导体、P型半导体和N型半导体三者之间的区别是什么？
2、P型半导体和N型半导体中的多数载流子各是什么？
3、PN结的特性是什么？
4、如何描述PN结的单向导电性？
教学后记：

上课时间
年 月 日
第3～4课时
课题
二极管的结构、符号和导电特性
课型
实验、理论讲述
教学方法
直观演示法、讲授法、理论联系实际法、
学法
观察讨论、归纳总结、画图练习
教具
PPT，二极管单向导电性实验器材等
教学目的
1、了解二极管的结构和电路符号
2、掌握二极管的导电特性
3、理解二极管的伏安特性曲线
教学重点
1、二极管的导电特性
2、二极管的伏安特性曲线
教学难点
二极管的伏安特性曲线
教学过程
【新课引入】
教师提问：1、PN结的特性是什么？
待学生回答后，展示手机充电器的电路板实物，引导学生观察其中的二极管；然后介绍二极管在此处的作用：将照明交流电压整流成直流电。
为什么二极管具有这样的作用？它是怎样构成的？由此引出新课教学内容：二极管的结构、符号和导电特性
【新课教学】
教学内容1：二极管的结构和电路符号
教师活动：PPT展示课本图1.1.4，引导学生观察各种实物二极管，归纳总结它们的共性。
学生活动：学生可根据外形，归纳总结得出二极管的外部结构共同特征：有两个电极。
教师活动：PPT展示课本图1.1.3
讲解：
1：二极管结构：在一个PN结中的P区和N区各引出一个电极，并用玻璃或塑料等绝缘材料将半导体封装起来，在封装体表面上靠近N型半导体的那一端涂上标记，就制成一个二极管，如下图（投影）所示。全世界统一规定：由P区引出的电极为正极，也称阳极；由N区引出的电极为负极，也称阴极。
2、二极管电路符号和文字符号：
在我国，普通二极管的文字符号规定为“VD”
3、硅二极管和锗二极管：利用硅本征半导体制造的二极管称为硅二极管，利用锗本征半导体制造二极管称为锗二极管。在本书中出现的二极管，若没有特别说明，都是指硅二极管。
教学内容2：二极管的导电特性
教师活动：演示实验
展示下图（a）所示的电路实物结构；
引导学生分析电路中灯H发光所需要的要件：开关“S”闭合后，电路各处都要导通通电
闭合开关“S”，引导学生观察灯H的发光状态：发光！
引导学生分析现象，得出结论：二极管VD导通了；在此状态中，二极管的正极电位高，负极电位低。

（a）二极管正向导通 （b）二极管方向截止
将电路中二极管拆下，对调引脚后接入电路，重复上面的操作，引导学生观察，得出结论：
灯不发光，二极管VD不导通了；在此状态中，二极管的正极电位低，负极电位高。
引导学生总结对比试验的现象，得出结论：
二极管具有单向导电的特性：在二极管两端加上一定的正向电压，二极管导通；反之，加上反向电压，二极管就截止。（PPT展示）
教学内容3：二极管的伏安特性曲线
讲述：二极管的单向导电特性常用其伏安特性曲线来描述。
教师活动：PPT展示伏安特性曲线图。
讲解：
1、伏安特性曲线图的含义：用来将加到被测元器件两端的电压与通过的电流之间的关系表示出来图像叫伏安特性图。因图像是曲线，所以把二极管的伏安特性图称为伏安特性曲线图。这个曲线图说明了二极管是非线性元件。
2、正向特性：是指二极管加正向电压时的伏安特性。
(1)死区：二极管处于截止状态的电压范围称为死区，也就是指0V至二极管门坎电压的范围。
(2)门槛电压或截止电压：二极管中开始刚出现正向电流的正向电压被称为门槛电压或截止电压。
(3)导通电压：二极管两端的正向电压超过门槛电压后，随着电压的继续升高，电流开始增加较为缓慢，再以后急剧增大，此时，二极管两端电压几乎不再升高，像导体呈现出电阻很小的导通状态。把二极管导通后两端几乎稳定不变的电压称为导通电压。
(4)通过实验研究，硅二极管和锗二极管的伏安特性相似，只是门坎电压和导通电压不一样。普通硅二极管的门坎电压约为0.5V，导通电压约为0.7V；普通锗二极管的门坎电压约为0.2V，导通电压约为0.3V。每个二极管的门槛电压和导通电压不尽相同，具体数值由生产厂家测定公布。
3、反向特性：指二极管加反向电压时的伏安特性
(1)反相截止：当加反向电压时，二极管呈现出很大的电阻，其中的电流极小，可认为二极管处于截止状态。其中可忽略的极微小电流被称为反向饱和电流。
(2)反相击穿电压：当反向电压增大达到一定值时，反相电流突然急剧增大，但反向电压几乎不再增大。这种现象称为二极管反相击穿。把二极管出现反向击穿时的电压称为反向击穿电压。
(3)击穿：当二极管反向电压达到反相击穿电压后，其中的反向电流将随反向电压的轻微升高而急剧增大。刚开始反向电流不大时，产生的热量不足以烧毁二极管，此时若降低二极管的反向电压，二极管还可回复正常。这时的击穿称为电击穿；若反向电流继续增大，产生的热量使二极管被烧毁，则二极管被彻底损毁，不能再恢复正常，这种击穿称为热击穿。
学生活动：掌握二极管伏安特性曲线所表达的内容，加深二极管中的电流和电压的非线性关系的理解。由此得出结论：二极管是非线性元件，不可用欧姆定律求它的电压电流和电阻。
【布置作业】
课堂作业：自我测评T一1、T一2、T一3、T二1、T二2、T二3
课后练习：自我测评T三1、T三2
【课堂小结】
引导学生总结本次课的重点内容：
1、从二极管P区引出的电极为正极，也称阳极；从N区引出的电极为负极，也称阴极。
2、二极管电路符号：，文字符号：VD
3、二极管具有单向导电的特性：在二极管两端加上一定的正向电压，二极管导通；反之，加上反向电压，二极管就截止。
4、正向特性：存在死区、有门槛电压或截止电压、和导通电压：
5、普通硅二极管的门坎电压约为0.5V，导通电压约为0.7V；普通锗二极管的门坎电压约为0.2V，导通电压约为0.3V。
6、反向特性：反相截止、有反相击穿电压、可能出现电击穿或热击穿现象。
教学后记：

上课时间
年 月 日
第5～6课时
课题
常用二极管的应用、参数和检测
课型
理实一体化教学，学生分组操作
教学方法
直观演示法、讲授法、理论联系实际法、
学法
观察讨论、归纳总结
教具
PPT、普通二极管、LED、MF47万用表依据学生数配备
教学目的
1、了解二极管的种类；
2、知道特殊二极管的应用方法；
3、了解二极管主要参数；
4、掌握二极管检测方法。
教学重点
1、特殊二极管的应用方法；
2、二极管检测方法
教学难点
二极管检测方法
教学过程
【新课引入】
复习提问：二极管具有什么特性？
PPT展示不同种类的二极管图片，然后讲述：这里展示的东西都是二极管，它们都具有相同的特性，那就是单向导电性，但它们的作用各不相同。下面我们来介绍不种类的常用二极管。
【新课教学】
教学内容1：二极管的种类
教师讲述：二极管分类（PPT展示）
1、按制造工艺分类
①点接触型——PN结面积较小，工作电流小，常用于高频小信号电路。
②面接触型——PN结面积较大，工作电流大，多用于整流电路。
2、按制造材料分类
按照制造材料可分为硅二极管和锗二极管。硅二极管的热稳定性较好，锗二极管的热稳定性相对较差。
3、按用途分类
按用途分，二极管分为普通二极管和特殊二极管。用于整流的整流二极管和开关二极管被称为普通二极管，其他用途的二极管被称为特殊二极管。常见的特殊二极管有：稳压二极管、发光二级管、光电二极管、变容二极管等等。常见的不同用途二极管的电路符号如下图所示

（a） （b） （c） （d） （e）
常见不同用途二极管的图形符号
（a）二极管（b）稳压二极管 （c）发光二极管 （d）光电二极管 （e）变容二极管
教学内容2：特殊二极管的应用
教师活动：讲解常用特殊二极管的应用方法和注意事项，PPT展示重要结论：
1、稳压二极管（VS）
稳压二极管简称稳压管，它是利用PN结在反向击穿时两端电压随电流的变化而只有微小变化的特性来工作的。因此，稳压二极管的特点就是反向击穿后，其两端的电压几乎不变。稳压二极管工作在电击穿状态，和普通二极管相比，它能承受较大的反向击穿电流。
稳压管伏安特性如图1.1.8所示。

图1.1.8 稳压二极管伏安特性曲线
稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用，主要被用作调压元件或电压基准元件。
使用稳压二极管时应注意以下事项：
①稳压二极管要反向接入电路（正极接低电位，负极接高电位）；
②要给稳压二极管串接合适的分压限流电阻，以防电路中的电流超过稳压管的最大稳定电流而损毁稳压管；
③稳压管不能并联使用。
（2）发光二极管（LED）
发光二极管（英文缩写为LED）通常由砷化镓、磷化镓等材料制成，材料决定二极管的发光颜色。常见的发光颜色有红、绿、黄、蓝、白等。
发光二极管可分为普通单色发光二极管、高亮二极管、超高亮二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管等。发光二极管通常用来做显示器件，如指示灯（单个用）、七段数码显示器、矩阵显示器等。利用发光二级管也可将电信号转换为光信号，然后由光缆传输到终端，再由光电二极管接收，将光信号转换成电信号，这就是光纤传输信号的基本原理。当前，已研发成功的高亮二极管，电能转化率很高，亮度高，寿命长，是节能的理想照明光源，将很快取代不节能的照明灯具。（列举示例）
不同颜色发光二极管发光所需的工作电压不一样。在普通发光二极管中，红色发光管的工作电压最低，约为1.5-1.7V；其次是绿色和黄色的，约为1.7-1.8V；蓝色和白色的约为2.5V-3.2V。高亮二极管主要有三种颜色，三种发光二极管的工作电压都不相同，参考值如下：红色发光二极管的为1.9--2.2V ，黄色发光二极管的为1.8V—2.1V ，绿色发光二极管的为3.0—3.2V 。（用实验验证）
发光二极管的发光强度由正向工作电流决定，一般为几毫安到几十毫安。发光二极管不能直接接在电源上，需要给它串联一个合适的分压限流保护电阻，才能使它长时间正常工作。保持发光二极管工作电流的稳定，可以延长它的使用寿命。（讲解原因）
在发光二极管中，还有一种能发出红外光的二极管，称为红外发射管。这种二极管工作电压和电流与红色发光二极管的相近。
（3）光电二极管（VD）
光电二极管的结构与普通二极管相似，但在它的PN结处，通过管壳上的玻璃窗口能接受外部的光线。在实际应用中，光电二极管需要反向接入电路。没有光照时，反向电阻很大，反向电流最小；有光照时，反向电阻变小，反向电流变大，光照强度越大，反向电流也越大。
（4）变容二极管（VD）
变容二极管是一种利用反向电压改变PN结结电容大小的特殊二极管。在实际应用中，需要将它反向接入电路，改变反向电压，使它的结电容随之而变：反向电压升高，结电容变小，电压降低，结电容变大。变容二极管常用于电视机、收音机等电器的调谐电路中，实现选台的目的教学内容3：二极管的主要参数
教师活动：讲解二极管的主要参数及含义，PPT展示重要结论：
1、最大整流电流IFM————指二极管长时间工作时允许通过的最大正向电流的平均值。使用时，二极管的工作电流应小于最大整流电流。
2、最高反向工作电压URM——指允许二极管承受的最大反向工作电压。标定的最高反向工作电压通常是该二极管的反向击穿电压的一半或三分之一。
3、反向饱和电流IR——简称反向电流，又叫反向漏电流，是指在规定的反向电压和环境温度下测得的二极管反向电流值。这个电流值越小，表明二极管的单向导电性能越好。
4、最高工作频率fM——二极管能承受的最高频率。通过PN结交流电频率高于此值，二极管将不能正常工作。IFM
教学内容4．二极管的检测
教师活动：讲解检测原理，演示操作方法，PPT展示主要结论。
讲解：检测二极管，最好选用指针式万用表，用它的电阻挡进行检测。万用表在这个挡位上，红黑表笔之间有电压，黑笔上是高电位，红表笔上是低电位。在红黑表笔间不接测量元器件时，表笔间的电压等于表内电池的电动势。MF47型万用表的R×1、R×10、R×100、R×1K四个挡位由一节1.5V干电池供电，在R×10K挡，由9V叠层电池和1.5V干电池串联供电。
红黑表笔间接入被测元器件，若指针向右偏摆，说明元器件是导电的，有电流从从黑表笔流出，经过被测元器件后，从红表笔流进表头。在同一倍率挡位，指针偏摆角越大，经过表笔的电流越大。反之，电流越小，指针偏摆角越小；电流小到一定数值，指针不偏摆，说明表笔间的被测物几乎不导通。
教师活动：一边操作演示检测二极管，一边引导学生观察现象、分析推理得出结论：
学生活动：根据老师的提示，观察现象，分析推理得出结论。
检测普通二极管时，一般选用万用表的R×100或R×1k挡（为什么？）。将万用表的红、黑表笔分别接二极管的两端测量一次，对调表笔再测量一次，依据两次测量中万用表指针的偏转情况，可以得出以下结论：
（1）若两次测量中，一次测量的电阻较小（指针偏摆角大），另一次测量的电阻很大（指针几乎不偏摆），则说明该二极管正常可用。在阻值较小的那次测量中，黑表笔所接的引脚是二极管的正极（+），红表笔所接的引脚是二极管的负极（-）,此时测得的阻值称为二极管的正向电阻，一般为几百欧至几千欧；在阻值很大的那次测量中，黑表笔所接的引脚是二极管的负极（-），红表笔所接的引脚是二极管的正极（+）,此时测得的阻值称为二极管的反向电阻。
（2）若两次测量的阻值都很小，表明该二极管内部已经短路，不可用。
（3）若两次测量的阻值都很大，表明该二极管内部已开路，不可用。
老师提问：检测发光二级管时，应选用万用表的哪个挡位？为什么？待学生回答后，老师评价、解答：检测发光二级管时，必须选用万用表的R×10Ｋ挡，因为发光管的工作电压大于1.5V。
教学内容5：学生实训操作
学生活动：按照课本1.5.1 技能实训1的要求进行操作训练。
老师活动：老师巡视指导！
【布置作业】
课堂作业：按照1.5.1 技能实训1的要求完成操作训练；
课后练习：完成1.5.1 技能实训1中的测量分析和思考题。
【课堂小结】
引导学生归纳总结本次课的重点内容：
1、稳压二极管（VS）的特点就是反向击穿后，其两端的电压几乎不变。稳压二极管工作在电击穿状态，和普通二极管相比，它能承受较大的反向击穿电流。
使用稳压二极管的注意事项：①稳压二极管要反向接入电路（正极接低电位，负极接高电位）；②要给稳压二极管串接合适的分压限流电阻，以防电路中的电流超过稳压管的最大稳定电流而损毁稳压管；③稳压管不能并联使用。
2、不同颜色的发光二极管发光所需的工作电压不一样，比普通二极管的导通电压大很多。发光二极管的发光强度由正向工作电流决定，一般为几毫安到几十毫安。发光二极管不能直接接在电源上，需要给它串联一个合适的分压限流保护电阻，才能使它长时间正常工作。
3、光电二极管（VD）的特点是：没有光照时，反向电阻很大，反向电流最小；有光照时，反向电阻变小，反向电流变大，光照强度越大，反向电流也越大。在实际应用中，光电二极管需要反向接入电路。
4、变容二极管（VD）的特点是：反向电压升高，结电容变小，电压降低，结电容变大。在实际应用中，需要将它反向接入电路。
5、检测普通二极管一般选用指针万用表的R×100或R×1Ｋ；检测发光二级管，必须选用万用表的R×10Ｋ挡。
教学后记：

上课时间
年 月 日
第7～8课时
课题
单相整流电路
课型
理论讲授
教学方法
讲授法、多媒体演示法
学法
讨论、总结
教具
PPT，多媒体课件
教学目的
1．能理解整流的概念
2．掌握单相半波、全波整流电路的工作原理，会计算负载和整流二极管上的电压和电流。
教学重点
1、整流电路工作原理；
2、负载和整流二极管上的电压和电流。
教学难点
整流二极管上的电压和电流。
教学过程
【新课引入】
提问：1、我们最常见的干电池是直流电还是交流电？家用照明电是什么电？交流电和直流电的主要区别是什么？
2、能不能把交流电转化为直流电？我们日常生活中有不有这样的实例？请列举几例。
3、以下电路中的二极管能否导通？二极管两端的电压各是多少？

导通Vv = 0.7 V 截止Vv = 3 V（反向）
待学生回答这些问题后，老师更正讲解。说明今天的学习内容：这节课我们来学习能将交流电转化为直流电的“单相整流电路”
【新课教学】
教学内容1：整流
教师活动：讲解整流、整流电路的概念。PPT展示结论
讲解要点：
整流：将交流电转换成直流电的过程。
整流电路：利用晶体二极管的单相导电性，将单相交流时间性转换成直流电的电路。
教学内容2：单相半波整流电路
教师活动：让学生观察单相半波整流电路，引导学生分析电路。
引导学生下图所示电路的结构特点和工作过程：
讲解要点：
1、电路结构：PPT展示电路的组成，突出强调重要元器件——二极管。

2、电路工作分析
（1）单相交流电压U1经变压器降压后输出为U2；
（2）在U2正半周时，A点电位高，标记为“+”，B点电位低，标记为“-”。
问：二极管两端电压为什么电压？二极管是否导通？电路中有不有电流？电流方向是什么？
老师活动：待学生逐一回答以上问题后更正讲解，用PPT配合，逐一显示结论。
问：若二极管的电压为0，UL与U2的关系如何？（UL=U2）
学生答，老师更正讲解。
（3）在U2负半周时，A点电位低，标记为“+”，B点到位高，标记为“-”。
让学生按上述过程分析电路的工作情况，得出结论：二极管两端电压为反向电压，二极管处于截止状态，RL中几乎没有电流。
归纳总结：U2中的电压正半周和负半周周期性交替轮换出现，电路中二极管的导通和截止随之交替产生，RL中只有自上而下单一方向的电流。
结论：利用二极管的单向导电性将方向交替变换的交流电转化为方向不变的直流电，将这种转化过程称为整流作用，简称整流。
3、波形分析
教师活动：引导学生分析电路中电压和电流的变化规律，PPT展示电压和电流的变化波形图
讲解要点：
a．U2与U1是变压关系，波形为正弦波。
b．正向导通时，UL与U2几乎相等，即UL随U2同步变化。

c．负载是线性电阻，其中的电流与电压波形相似。
d．反向截止时，U2的电压加于二极管，二极管反向电压与U2负半周相同。
4、负载和整流二极管上的电压与电流
（1）负载两端电压——以平均值表示
UL =0.45U2
U2为变压器二次电压有效值，用欧姆定律计算
（2）负载电流——平均值

（3）二极管的正向电流IV与流过负载RL的电流IL相等（提示二极管与负载的串联关系）

（4）二极管反向电压截止时承受反射峰值电压

5、整流二极管的选用
根据以上结论，选用半波整流二极管时应满足以下条件：
①二极管的最高反向工作电压URM应大于被整流交流电的峰值电压；
②二极管的最大整流电流IFM应大于流过它的实际工作电流。
教学内容3：桥式整流电路
教师活动1：PPT展示桥式整流电路的结构，引导学生总结电路结构特点。
四支整流管的连接特点：每两支二极管串联组成一条支路，共形成两条支路。两条支路再并联，构成电桥结构。在这个电桥结构中，两个串接点外接交流电源，组成输入回路；两个并联节点外接负载，组成输出回路，输出脉动直流电，其中，二极管负极并接点输出直流电高电位（正极），二极管正极并接点输出直流电低电位（负极）。
教师活动2：PPT演示桥式整流电路的工作原理，引导学生电路中电压电流的形成和大小关系，画出波形图。
知识点：
1、电路结构

（a）电路画法1 （b）电路画法2 （c）简化画法
2、工作原理

（a） （b）

（c）
（a）正半周输出 （b）负半周输出 （c）输出波形
在交流电压u2的一个周期（正、负各半周）内，流过RL的电流方向都相同。
3、负载和整流二极管上的电压与电流
（1）UL = 0.9U2
（2）
（3）IV = IL
（4）URM =
教学内容4：讲解整流电路的实际应用——整流堆
PPT展示整流堆的电路结构图和外形示意图，讲解内部结构和标注符号的含义。
实际应用中的全桥整流块（堆）就是将4支整流二极管连接成桥式整流电路后封装而成的，其内部电路和外形示意图如图1.2.4所示。

教学内容5：变压器中心抽头式单相全波整流电路
PPT展示变压器中心抽头式单相全波整流电路，引导学生观察电路结构特点。
讲解知识点：
1、电路原理图和输出电压波形图

2、负载和二极管上的电压和电流：与桥式整流电路相同，此处略
【布置作业】
1、 课堂练习：
自我测评： T一4、T；二4、5、6、7；T三3、4
2、课后作业：有一直流负载，额定电压为 60V，额定电流为4A，若采用桥式整流电路为它供电，求整流电路的输入电压，选择什么二极管？。
【课堂小结】
回放PPT，引导学生复述半波整流电路和桥式整流电路的重要结论。归纳对比以下内容：
1．半波和全波整流的输出波形（PPT展示）
2、半波和全波整流负载和整流二极管上的电压和电流（PPT展示）
教学后记：
上课时间
年 月 日
第9课时
课题
滤波电路
课型
理实一体化
教学方法
讲授法
学法
讨论、总结
教具
PPT、多媒体课件、
教学目的
1．了解滤波和滤波电路的概念
2．理解电容滤器的作用原理，说明它们的使用场合
3．了解电感滤波器的作用，了解复式滤波的形式
教学重点
电容滤波器的工作原理
教学难点
电容滤波电路的输出电压波形
教学过程
【新课引入】
复习提问：
1、理想的稳恒直流电具有什么特点？
2、半波整流电路和全波整流电路的输出电压是什么电压？谁的纹波较大？是不是稳恒直流电？
3、电容器和电感具有什么特性？（电容：通交流，隔直流，通高频，阻低频，电容两端的电压不能突变；电感：通直流，隔交流，通低频，阻高频，电感器中的电流不能突变）
每个问题待学生回答后，老师讲评，让学生明确正确答案。
引出新课：如何滤除整流电路输出的脉动直流电中的纹波，从而获得理想的稳恒直流电（以下简称直流电）？
【新课教学】
教学内容1：滤波的概念
讲解知识点，PPT展示结论：
1．滤波：将脉动较大的直流电变为变化平缓的直流电的过程。
2．滤波电路：能实现滤波作用的电路。

教学内容2：电容滤波电路
PPT展示下图所示的电路。

引导学生观察电路结构，然后讲解（PPT适时展示结论）：
1、原理：利用电容“通交流，隔直流，通高频，阻低频；电容两端的电压不能突变”的特点，使整流输出的脉动直流电流中的纹波成分ic将通过电容C短路到“地”而被滤除，直流成分ＩL被电容阻隔，只能流经负载电阻RL，通过RL形成输出电压UL。输出电压UL的波形因纹波大幅减少而接近直线，如下图所示。
电容滤波电路的特点是：纹波成分大大减少，电路简单，但只适合小功率且负载变化较小的场合。

2、讲解电容滤波整流电路的输出电压：如下表所示（PPT展示）。
整流电路类型
输入交流电压
（有效值）
整流电路的输出电压
二极管的电压和电流
负载开路
时的电压
带负载时的
电压（估算值）
最大反向
电压
通过的
电流
半波整流电路
Ui

Ui

IL
桥式整流电路
Ui

1.2Ui

讲解电容滤波电路中滤波电容的选择：要从电容耐压和容量两个方面考虑：
（1）耐压：滤波电容耐压值要大于交流电源的峰值电压。
（2）容量：滤波电容器C的容量选择与电路中的负载电流IL有关，当负载电流加大后，要相应地增大电容量。
3．讲解全波整流电容滤波电路的波形
（1）全波整流结果是全波脉动直流电v2正、负半周均有二极管导通。
（2）在交流电的每个周期变化中，电容有两次充电和两次放电，充电方向相同，电容对负载的放电时间缩短。
（3）波形如下图所示（PPT）

教学内容3：电感滤波电路
PPT展示下图所示的电路。
引导学生观察电路结构，然后讲解知识点：
1．电路：

2．滤波原理：在整流电路输出端串接电感L，利用电感的“通直阻交”特点，使整流输出的脉动直流电中的纹波成分受到电感L的阻碍而削弱，而脉动直流电中的直流成分IL则顺利通过电感L输出到负载电阻RL上；因此，负载电阻的电压VL 和电流IL的波形变得较平滑，接近理想直流电的要求。

3．适用场合
适用于大功率、大电流而且负载变化较大的场合。
教学内容4：复式滤波电路
PPT展示下图所示的电路。
引导学生观察电路结构，然后简述电路工作原理：
1．π型RC滤波电路

特点：电路中在滤波电容C1之后再加上R和C2滤波，使纹波成分进一步减少，输出的直流波形电更加平滑。但电阻R将消耗一些电能，使损耗增大。

2、LC型滤波电路

特点：将电容和电感都接入滤波电路，就形成了LC型滤波电路，通过电感L和电容C的双重滤波，其滤波效果比π型RC滤波效果更好。
3、π型LC滤波电路

特点：用电感L代替π型RC滤波电路中电阻R就构成了π型LC滤波电路，这种滤波器的滤波效果比前几种滤波电路更好，因此，适用于滤波要求较高的电子设备。但滤波元件体积较大，成本较高。
【课堂小结】
教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生复述以下内容：
1、滤波的作用
2、电容滤波电路、电感滤波电路的结构及工作原理
3、复式滤波电路的结构和种类
【布置作业】
课堂作业：自我检测T三之5、6；
课后作业：
1、复习万用表、数字示波器的使用方法；
2、自学课本1.5.2 技能实训2：单相桥式整流滤波电路的波形测量相关内容，为实训操作做准备。
教学后记：
上课时间
年 月 日
第10～11课时
课题
技能实训2：单相桥式整流滤波电路的波形测量
课型
理实一体化
教学方法
讲授法、学生实验
学法
实验、分析、
总结
教具
PPT，多媒体课件、电容滤波器波形测量电路模块及示波器、电路连接器材
教学目的
1．通过训练使学生能熟练、正确地使用示波器和万用表；
2．使学生学会记录测量数据和准确描画所测得的波形；
3．使学生学会正确连接电路模块和通电测试的方法，懂得电路测试操作规程；
4．使学生加深对整流滤波电路作用的理解。
教学重点
1．正确使用示波器和万用表；
2．电路模块间的正确连接和通电测试的方法。
教学难点
电路波形的测量和记录
教学过程
【新课引入】
复习提问？
1、老师依次提出下列问题，待学生回答后作评价更正：
a、滤波的作用是什么？
b、电容滤波器的滤波原理是什么？
2、请学生画出桥式整流电容滤波电路原理图，老师检查。然后PPT展示电路原理图。
3、讲述本次课的的学习内容——研究整流滤波电路中电容的作用。
【新课教学】
一、老师讲解本次实训的任务
依照1.5.2技能实训2的要求完成以下任务（PPT展示）：
1．用示波器测量整流滤波电路的输入波形和接入不同滤波电容时的输出波形；
2．用万用表测量电路的输入电压和接入不同滤波电容时的输出电压；
3．将测量结果记录在所发的实训报告表格中。
二、老师介绍电路模块的功能和使用方法：
1：用展示台展示电源模块，对照实物讲解它的作用和使用方法。
2：用展示台展示整流滤波电路模块，对照实物讲解它的作用和使用方法。
三、讲解操作规程：
1、电路检测和检修基本原则：在电路测量和检修中，除了读取仪表数值（波形）外，其他操作都必须在断电状态下进行，不可带电操作。
2、电路检测规程：
a、首先断开各电路模块的开关；
b、按要求将电源模块、整流滤波电路模块、示波器、万用表之间的线路连接好
c、将电源适配器连接到电源模块上；
d、认真检查已连接的电路，纠正不符合要求的连接；
e、将电源适配器插入到220V交流电源插座上，通电测试。
四、演示讲解实训操作方法
利用展示台演示实训操作步骤，边操作边讲解：
1．演示电路模块的搭接方法和检查方法，边操作边讲解模块上的符号含义。
2．演示电路的通电测试方法：
A、检查电路连接。
B、引导学生观察整流滤波电路模块上的开关，演示讲解开关的通断操作。
C、断开整流滤波电路模块上的所有开关。
D、将电源适配器插入220V交流电源插座，对整流滤波电路模块通电。
E、闭合S1和S2。引导学生观察现象，解释含义（LED1、LED2指示灯点亮，说明电路通电正常）。
F、用万用表测出输入电压和输出电压，讲解注意事项（正确选择挡位，注意表笔的极性）。重点演示操作方法，讲解读取数值后填写实训报告表格的方法和要求。
G、通电调试示波器。
H、将示波器的CH1通道连接到整流滤波电路模块的电压输入端，调试示波器，调出最佳波形，讲解最佳波形的要求。
I、讲解将波形记录到实训报告表格中的方法：描点法——将示波器上显示的波形特征点（起点、终点、转折点、最高点、最低点、与水平对称轴的交点等）标记到实训报告波形记录表格中的对应位置上，然后在表格上用和所测波形相似的光滑曲线将各点连接起来。
J、将示波器的测量探头改接到整流滤波电路模块的电压输出端，观察波形的变化。
K、用描点法画出所测得的波形；讲解参数读取方法和参数记录方法。
演示操作到此为止。
五、学生实训操作
布置本次实训课的操作任务和要求：每个学生要按照演示方法完成本实训项目的所有操作，将测量结果分别填入教材所示的记录表中。测量完成后交给老师检查，老师依据测量记录表进行评比。
学生活动：按照老师的演示方法依次完成教材中的操作内容。
教师活动：