課題一二極管的識(shí)別與檢測課題二整流濾波電路的安裝與檢測課題三整流濾波電路的仿真分析１．了解常見二極管的外觀特點(diǎn)。２．能夠正確判別二極管的極性。３．掌握二極管的單向?qū)щ娦?。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題一二極管的識(shí)別與檢測任務(wù)１認(rèn)識(shí)二極管任務(wù)引入觀察二極管的外形、判別二極管的極性、并通過實(shí)驗(yàn)觀察二極管的單向?qū)щ姮F(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施一、觀察二極管的外形１．按封裝形式分類二極管的封裝形式ａ）金屬封裝ｂ）塑料封裝ｃ）玻璃封裝ｄ）貼片式封裝按元件編號(hào)對(duì)二極管進(jìn)行分類、并記入表。二極管的封裝形式２．從外形判別二極管的正、負(fù)極外形不同、但都有兩個(gè)引出極、一個(gè)稱為正極、另一個(gè)稱為負(fù)極。二極管的文字符號(hào)為VD或V、圖形符號(hào)如圖所示、圖中箭頭指向?yàn)槎O管正向電流的方向。二極管的圖形符號(hào)二極管的正、負(fù)極一般都在外殼上用圖形符號(hào)、色點(diǎn)、標(biāo)志環(huán)等標(biāo)注出來、見表。參照表、判別前面所分類的各二極管的正、負(fù)極。幾種常見二極管的正、負(fù)極幾種常見二極管的正、負(fù)極二、觀察二極管的單向?qū)щ姮F(xiàn)象圖ａ中二極管正極接高電位、稱PN結(jié)外加正向電壓、又稱PN結(jié)正向偏置、簡稱正偏；圖ｂ中二極管正極接低電位、所加為反向電壓、又稱PN結(jié)反向偏置、簡稱反偏。二極管單向?qū)щ娦詫?shí)驗(yàn)ａ）加正向電壓時(shí)ｂ）加反向電壓時(shí)１．按圖ａ所示連接實(shí)驗(yàn)電路。觀察指示燈工作情況、并記入表。２．按圖ｂ所示連接實(shí)驗(yàn)電路。觀察指示燈工作情況、并記入表。二極管單向?qū)щ娦詫?shí)驗(yàn)記錄從指示燈工作情況可以判斷二極管的狀態(tài)：指示燈亮、表明二極管有電流流過、二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)；指示燈不亮、表明二極管沒有電流流過、二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)二極管外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通、反之則二極管截止。這就是二極管的單向?qū)щ娦?。任?wù)測評(píng)按表所列項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)測評(píng)、將結(jié)果填入表中。測評(píng)記錄知識(shí)拓展PN結(jié)的形成及特點(diǎn)二極管的結(jié)構(gòu)一、PN結(jié)的形成可分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。

P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體可以自由移動(dòng)的帶有電荷的物質(zhì)微粒稱為載流子。在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子、在Ｎ型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)（見圖）；空間電荷區(qū)（又稱耗盡層）、即PN

結(jié)、如圖所示。漂移運(yùn)動(dòng)。PN結(jié)的形成多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕保甈N結(jié)外加正向電壓PN結(jié)P端接高電位、N端接低電位、稱PN結(jié)外加正向電壓、又稱PN結(jié)正向偏置、簡稱正偏、如圖所示。PN結(jié)外加正向電壓２．PN結(jié)外加反向電壓PN結(jié)P端接低電位、N端接高電位、稱PN結(jié)外加反向電壓、又稱PN結(jié)反向偏置、簡稱反偏、如圖所示。PN結(jié)外加反向電壓１．了解二極管的型號(hào)命名、特性曲線和主要參數(shù)。２．能夠正確選用二極管。３．能正確完成二極管檢測。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２二極管的檢測和選用任務(wù)引入本任務(wù)的內(nèi)容就是根據(jù)要求選擇合適的二極管型號(hào)、并使用萬用表對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢測。相關(guān)知識(shí)一、二極管的型號(hào)二、二極管的主要參數(shù)１．最大整流電流IF（也稱最大正向電流）２．最高反向工作電壓URM（也稱耐壓值）３．反向飽和電流IB

（也稱反向漏電流）４．最高工作頻率fM三、二極管的伏安特性加在二極管兩端的電壓和流過二極管的電流之間的關(guān)系稱為二極管的伏安特性。１．正向特性二極管伏安特性曲線（１）OA

段這一段曲線平坦、外加電壓很小、正向電流幾乎為零、故稱死區(qū)。與A

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓為二極管開始導(dǎo)通的臨界電壓、稱開啟電壓（或稱門限電壓）。（２）AB段（３）BC段稱為正向?qū)▍^(qū)（也稱線性區(qū)）。一般硅二極管的正向管壓降約為0.7V、鍺二極管的正向管壓降約為0.3V。２．反向特性（１）OD段外加反向電壓在較大范圍內(nèi)變化而反向電流很小且基本恒定、稱二極管反向飽和電流（或稱反向漏電流）。稱反向截止區(qū)。（２）D點(diǎn)以后當(dāng)反向電壓增大到D點(diǎn)所對(duì)應(yīng)數(shù)值時(shí)、反向電流突然猛增、這一現(xiàn)象稱為反向擊穿、所對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓。四、正確選用二極管１．參數(shù)的選擇２．材料的選擇可分為硅二極管和鍺二極管兩大類。３．結(jié)面積大小的選擇可分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型等、如圖所示。二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖ａ）點(diǎn)接觸型ｂ）面接觸型ｃ）平面型4．用途的選擇（1）普通二極管（如2AP等系列）的IF

較小，fM

較高，多用于信號(hào)檢波、取樣、小電流整流等。（2）整流二極管(如2CZ、2DZ系列)的IF

較大，fM

較低，多用于電源設(shè)備中。（3）穩(wěn)壓二極管(2CW、2DW系列)反向擊穿電壓較低，反向特性曲線陡峭，多用于電源設(shè)備中。（4）開關(guān)二極管（如2AK、2CK系列）的IF

較小，fM較高，多用于數(shù)字電路和控制電路中。５．替換原則遵循類型相同、特性相近、外形相似的原則。五、用萬用表檢測二極管的方法將萬用表置于R×100或R×1k電阻擋，這時(shí)指針式萬用表表內(nèi)電池為1.5V，紅表筆連接表內(nèi)電池負(fù)極，黑表筆連接表內(nèi)電池正極。萬用表電阻擋等效電路用萬用表檢測二極管ａ）測二極管正向電阻ｂ）測二極管反向電阻用數(shù)字式萬用表檢測二極管ａ）測二極管正向電阻ｂ）測二極管反向電阻任務(wù)實(shí)施一、選擇合適的二極管整流二極管主要參數(shù)二、用萬用表檢測二極管１．準(zhǔn)備好上表中所示的4種型號(hào)的二極管、用萬用表測試（先用指針式萬用表），并做記錄。２．用數(shù)字式萬用表再復(fù)測一遍、記入表。比較測量結(jié)果。用數(shù)字式萬用表檢測二極管任務(wù)測評(píng)按表所列項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)測評(píng)、將結(jié)果填入表中。測評(píng)記錄知識(shí)拓展幾種特殊用途的二極管一、硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管ａ）外形ｂ）圖形符號(hào)穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線如圖所示。圖所示為利用穩(wěn)壓二極管組成的一個(gè)簡單的直流穩(wěn)壓電路、由于穩(wěn)壓二極管與負(fù)載是并聯(lián)的、因此也稱并聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路。由穩(wěn)壓二極管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線二、發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體器件、常用LED表示。發(fā)光二極管ａ）紅外發(fā)光二極管ｂ）普通發(fā)光二極管ｃ）圖形符號(hào)三、光電二極管光電二極管又稱光敏二極管、它的基本結(jié)構(gòu)也是一個(gè)PN結(jié)。光電二極管工作在反偏狀態(tài)、當(dāng)無光照時(shí)、反向電流很小、稱為暗電流、一般小于0.1

μA；當(dāng)有光照時(shí)、反向電流迅速增大、可達(dá)幾十微安、稱為光電流。光電二極管不僅能構(gòu)成光電傳感器件、如果制成受光面積大的光電二極管、則可成為一種能源、稱為光電池。光電二極管ａ）光電二極管ｂ）光電池ｃ）圖形符號(hào)四、變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的電容效應(yīng)工作的一種特殊二極管、它工作在反向偏置狀態(tài)，改變反偏直流電壓（UR）、其電容量會(huì)隨反向電壓的大小而變化。變?nèi)荻O管ａ）外形ｂ）圖形符號(hào)ｃ）C－u關(guān)系曲線１．掌握單相半波整流電路和單相橋式整流電路的工作原理。２．能正確識(shí)讀單相半波整流電路和單相橋式整流電路的電路原理圖。３．能在面包板上正確完成單相半波整流電路和單相橋式整流電路的安裝。４．能正確使用雙蹤示波器檢測單相半波整流電路和單相橋式整流電路的波形。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題二整流濾波電路的安裝與檢測任務(wù)１單相整流電路的安裝與檢測在面包板或多孔板上裝接單相半波、單相橋式這兩個(gè)典型的單相整流電路、并使用示波器檢測其波形，觀察波形特點(diǎn)。任務(wù)引入相關(guān)知識(shí)一、單相半波整流電路的工作原理１．工作過程２．負(fù)載上的直流電壓UL３．整流二極管的選用（１）二極管最大正向電流IF

。（２）二極管最大反向電壓URM。單相半波整流電路ａ）電路原理圖ｂ）波形圖二、單相橋式整流電路的工作原理單相橋式整流電路ａ）電路畫法一ｂ）電路畫法二ｃ）簡化畫法單相橋式整流電路波形圖

單相橋式整流電路電流通路任務(wù)實(shí)施一、單相半波整流電路的安裝與檢測１．電路安裝２．波形觀察３．電路測試單相半波整流電路實(shí)測波形二、單相橋式整流電路的安裝與檢測１．電路安裝２．波形觀測３．電路測試任務(wù)測評(píng)按表所列項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)測評(píng)、將結(jié)果填入表中。測評(píng)記錄知識(shí)拓展一、單相橋式整流輸出正負(fù)電壓的電路橋式整流輸出正負(fù)電壓的電路二、三相橋式整流電路三相橋式整流電路原理圖和波形圖ａ）原理圖三相橋式整流電路原理圖和波形圖ｂ）變壓器二次側(cè)電壓波形ｃ）uo理論波形三相橋式整流電路原理圖和波形圖ｄ）uo實(shí)測波形１．掌握橋式整流電容濾波電路的工作原理。２．能正確識(shí)讀橋式整流電容濾波電路的電路原理圖。３．能正確完成電解電容器的檢測。４．能在多孔電路板上正確完成橋式整流電容濾波電路的安裝。５．能正確使用雙蹤示波器檢測橋式整流電容濾波電路的波形。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２單相橋式整流電容濾波電路的安裝與檢測將在多孔板上完成橋式整流電容濾波電路的安裝、并使用示波器檢測整流電路及濾波電路的波形。任務(wù)引入相關(guān)知識(shí)一、電容濾波原理１．實(shí)驗(yàn)觀察橋式整流電容濾波電路原理圖橋式整流電容濾波實(shí)驗(yàn)電路ａ）電路連接ｂ）uL實(shí)測波形２．濾波原理電容濾波原理示意圖二、電容濾波的特點(diǎn)RLC越大、電容放電越慢、輸出直流電壓平均值越大、濾波效果也越好；反之輸出電壓低且濾波效果差。當(dāng)濾波電容較大時(shí)、在接通電源的瞬間會(huì)有很大的充電電流、稱之為浪涌電流。電容濾波適用于負(fù)載電流較小且變化不大的場合。三、濾波電容的選用單相橋式整流和單相半波整流電路經(jīng)電容濾波后、有關(guān)電壓、電流的計(jì)算可參考表。濾波電容容量選取的參數(shù)值見表。電容濾波整流電路負(fù)載電壓的估算電容濾波整流電路負(fù)載電壓的估算四、手工焊接的相關(guān)知識(shí)手工焊接操作應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：電烙鐵和烙鐵架ａ）電烙鐵ｂ）烙鐵架任務(wù)實(shí)施一、識(shí)讀電路電路如圖所示。橋式整流電容濾波電路原理圖二、器材準(zhǔn)備１．識(shí)別二極管正、負(fù)極。２．識(shí)讀色環(huán)電阻標(biāo)稱阻值。元器件明細(xì)表３．用萬用表測量電源變壓器一次、二次繞組的阻值。變壓器的檢測ａ）測一次繞組阻值ｂ）測二次繞組阻值４．電解電容器的檢測（１）從外觀識(shí)別極性電解電容器的正負(fù)極識(shí)別（２）用萬用表檢測質(zhì)量電解電容器質(zhì)量檢測示意圖三、安裝調(diào)試１．畫好布局草圖。２．對(duì)元器件的引腳進(jìn)行成型加工。３．參考如圖所示安裝、焊接電路。４．用示波器觀測整流電路輸入、輸出電壓波形。５．用示波器觀測電容濾波電路輸入、輸出電壓波形橋式整流電容濾波實(shí)驗(yàn)電路ａ）電路連接ｂ）uL實(shí)測波形６．改變RL和C的大小、比較輸出電壓波形、并繪制在表中。改變RL

和C的大小、比較輸出電壓波形任務(wù)測評(píng)按表所列項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)測評(píng)、將結(jié)果填入表中。測評(píng)記錄知識(shí)拓展其他常用整流濾波電路一、電感濾波電路１．電感濾波原理單相橋式整流電感濾波電路如圖所示、濾波電感與負(fù)載串聯(lián)。２．電感濾波特點(diǎn)３．輸出直流電壓的計(jì)算橋式整流電感濾波電路ａ）原理圖ｂ）uo波形圖二、復(fù)式濾波電路復(fù)式濾波電路ａ）LC型濾波電路ｂ）LC－π型濾波電路ｃ）RC－π型濾波電路三、倍壓整流電路二倍壓整流電路１．了解Multisim軟件的使用方法。2．練習(xí)用Multisim軟件構(gòu)建電路，并對(duì)電路進(jìn)行測試和分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)課題三整流濾波電路的仿真分析以橋式整流電容濾波電路（見圖）為例，學(xué)習(xí)Multisim仿真軟件的使用方法。任務(wù)引入橋式整流電容濾波電路任務(wù)實(shí)施一、啟動(dòng)軟件１．菜單欄。２．標(biāo)準(zhǔn)工具欄。３．仿真開關(guān)。４．元件工具欄。５．儀表工具欄。６．電路窗口。二、