二極管的基本工作原理精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的二極管的基本工作原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：二極管的基本工作原理范文
二極管在電子工藝中被廣泛應(yīng)用,它是推進現(xiàn)代電子技術(shù)進步的重要因素。下面將給大家詳細介紹二極管在電路中的幾種應(yīng)用還有其相關(guān)的故障處理,從而讓大家更加了解二極管的特性,排除生活中可能出現(xiàn)的二極管故障。該文詳細地敘述了二極管的7種應(yīng)用電路及其相應(yīng)的故障處理。每一種電路都是在敘述了工作原理的基礎(chǔ)上,給了簡單可行的故障檢測方法和相應(yīng)的故障處理方案。
關(guān)鍵詞:
二極管;應(yīng)用電路;故障處理
1二極管整流電路及故障處理
利用二極管的正向?qū)?、反向截止的特?可以實現(xiàn)電路的整流。二極管構(gòu)成的簡易整流電路如圖1所示。(l)故障檢側(cè)方法。觀察輸出波形,若最后輸出波形與整流前波形基本保持不變,則說明二極管存在短路現(xiàn)象,未能完成整流作用。若最后無法得到輸出波形,則說明二極管存在斷路現(xiàn)象,導(dǎo)致最后電路開路,未能完成整流作用。(2)電路故障分析。二極管整流電路屬于電路中比較常見的整流方式,在半波整流電路中,可能會出現(xiàn)二極管被擊穿的現(xiàn)象。利用萬用表的歐姆檔側(cè)量二極管的電阻值,在得到一組數(shù)據(jù)后,交換萬用表筆與二極管接觸的電極,進行再次側(cè)量,若兩次所得數(shù)據(jù)相近且阻值很小,則說明二極管存在被擊穿的可能,需要及時更換,以保障電路順利工作,若阻值相差比較大,則說明二極管處于正常工作狀態(tài)。
2二極管簡易穩(wěn)壓電路及故障處理
硅二極管正向?qū)ê?其管壓降保持在0.7V左右。在低壓穩(wěn)壓電路中,可根據(jù)電路輸出電壓的要求,選用n只二極管串聯(lián)使用。如圖2所示就是由二極管構(gòu)成的簡易直流穩(wěn)壓電路。(l)故障檢側(cè)方法。通過側(cè)量二極管兩端的直流電壓,來判斷3只二極管是否正常工作。(2)電路故障分析。如果圖中A點的直流電壓呱高于.2IV,則說明電路中某只二極管損壞,存在開路故障。如果A點的電壓VA小于2.IV,說明某只二極管存在短路故障。每降低一個0.7V,意味著有一只二極管短路。
3二極管溫度補償電路及故障處理
PN結(jié)的壓降與溫度有關(guān)。圖3中VTI的集電極電流lc會隨溫度的升高而增大,VDI的管壓降會隨著溫度升高而下降,從而形成了反饋,使三極管VTI的集電極電流lc維持不變,所以VDI在電路中實現(xiàn)了溫度補償?shù)淖饔谩?/p>
(1)故障檢側(cè)方法
利用萬用表的歐姆檔側(cè)量二極管VDI正向電阻和反向電阻大小的方法。若兩次所得數(shù)據(jù)相近且阻值很小,則說明二極管存在被擊穿的可能,需要及時更換,以保障電路順利工作,若阻值相差較大,則說明二極管能夠正常工作。
(2)電路故障分析
除了直接側(cè)量二極管正向和反向電阻大小之外,還可以觀側(cè)其他數(shù)據(jù),排查電路故障。如果VTI管基極直流偏置電壓下降了0•7V,說明VDI可能存在擊穿故障,使三極管VTI的基極電流減小,電路容易進入截止?fàn)顟B(tài)。
4二極管構(gòu)成的控制電路及故障處理
二極管導(dǎo)通之后,它的電阻值的大小與電流大小有關(guān)系。正向電流越大,正向電阻就越小;正向電流越小,正向電阻越大。利用二極管的這種特性,可以構(gòu)成許多自動控制電路。圖4是錄音電路中的自動控制電路。當(dāng)錄音信號比較小時,經(jīng)A、B兩個集成模塊后,輸出電壓U膠小,Ul小于二極管VDI的導(dǎo)通電壓,所以二極管VDI不工作,錄音放大器輸出的信號沒有被衰減。當(dāng)錄音信號較大時,經(jīng)A、B兩個集成模塊后,輸出電壓Ul較大,使二極管VDI導(dǎo)通。錄音信號越大,Ul就越大,通過、DI的電流就增大,從而使、DI的內(nèi)阻越小。錄音放大器A輸出的一部分錄音信號通過電容CI和二極管VDI被分流到地端,實現(xiàn)了對大錄音信號的衰減作用。
(1)故障檢側(cè)方法
需要采用替代法進行檢側(cè),即通過觀側(cè)錄音結(jié)果來檢側(cè)控制電路是否正常運行。
(2)電路故障分析
如果錄音信號很大時,聲音出現(xiàn)了一會兒大一會兒小的起伏狀失真,當(dāng)錄音信號很小時,能夠正常錄音,則說明二極管VDI存在開路故障,使得電路不具有控制作用。如果錄音時,錄音聲音很小,則說明二極管VDI可能被擊穿,使得錄音信號被二極管VDI分流到地了,因此電路也不具有控制作用。
5二極管限幅電路及故障處理
在限幅電路中,當(dāng)信號幅度超過限定值時,限幅電路使輸出信號維持在限定值;當(dāng)信號幅度沒有達到限定值時,限幅電路不會工作。集成電路AI的①腳通過電阻RI與三極管VTI的基極相連,如果AI的①腳輸出的電壓低于2.IV,二極管VDI、VDZ和VD3沒有導(dǎo)通,信號沒有衰減。如果AI的①腳輸出的電壓高于2.IV,二極管VDI、VDZ和VD3導(dǎo)通,信號維持在2.IV,起到了限幅的作用。集成電路AI的②腳工作原理一樣。(1)故障檢側(cè)方法。采用萬用表歐姆檔側(cè)量二極管正向電阻和反向電阻大小的方法。若兩次側(cè)量數(shù)據(jù)相近且阻值很小,則說明二極管存在被擊穿。
6二極管構(gòu)成的開關(guān)電路及故障處理
當(dāng)51閉合時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),這樣CZ接入電路,LI與CI、CZ構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路;當(dāng)51斷開時,二極管處于截止?fàn)顟B(tài),LI與CI并聯(lián)構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路。51的通斷使得LC并聯(lián)諧振電路中的電容值不同,導(dǎo)致LC并聯(lián)諧振電路的諧振頻率不同。
(1)故障檢側(cè)
利用萬用表側(cè)量二極管VDI兩端電壓降的方法。VDI兩端電壓降正常在0.7V左右,如果側(cè)量值很小,說明VDI短路;如果側(cè)量值遠大于0.7V,說明VDI開路。
(2)故障分析
如果這一電路中開關(guān)二極管VDI開路或短路,振蕩頻率將成為定值,與CZ無關(guān),起不到調(diào)節(jié)振蕩頻率的作用。因此針對可能出現(xiàn)的故障,要及時對二極管進行檢側(cè)然后更換,以保障開關(guān)電路正常工作。
7二極管構(gòu)成的保護電路及故障處理
由于繼電器內(nèi)部存在線圈的結(jié)構(gòu),所以在斷電時,線圈會產(chǎn)生電壓很大的反向電動勢,從而對繼電器造成損壞。在正常通電情況下,直流電壓+V使二極管VDI處于反向截止?fàn)顟B(tài),二極管不工作;當(dāng)電路突然斷電時,繼電器JI兩端產(chǎn)生了下正上負的反向電動勢,這一反向電動勢使二極管VDI正向?qū)?繼電器JI兩端的壓降瞬間變?yōu)槎O管導(dǎo)通后的管壓降,從而起到了保護繼電器的作用。
(1)故障檢側(cè)
由于二極管兩端并聯(lián)著繼電器,繼電器線圈的直流電阻很小,因此不能利用側(cè)量電壓降的方法來判斷二極管質(zhì)量的好壞。需要采用替代二極管的方法來檢查電路是否正常運行。
(2)故障分析
當(dāng)二極管VDI開路時,沒有起到保護繼電器的作用;當(dāng)二極管VD,短路時,相當(dāng)于繼電器短路,繼電器不能正常工作。從上述內(nèi)容的介紹與分析,我們可以看出二極管在電路中具有極為廣泛的應(yīng)用,文中只是著重介紹了7種較為常見的應(yīng)用電路及其相應(yīng)的故障處理。熟悉這些電路的工作原理,掌握其故障檢側(cè)和解決方案,對我們更好地使用二極管具有重要意義。
參考文獻：
[1]陳大欽.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]敬樹賢.穩(wěn)壓二極管的工作原理及應(yīng)用[J].電子職校電子報,2010(4):1一3.
[3]白銘濤.巧用二極管溫度特性構(gòu)建溫度補償電踢J].科技資訊,2007(28):87一88.
第2篇：二極管的基本工作原理范文
【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校 模擬電子技術(shù) 教學(xué)方法
0引言
隨著社會經(jīng)濟和電子技術(shù)的發(fā)展，社會對電子技術(shù)工人的要求越來越高，中職學(xué)校作為培養(yǎng)電子技術(shù)工人的重要渠道，《模擬電子技術(shù)》則是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程。然而現(xiàn)在中職學(xué)校對《模擬電子技術(shù)》的教學(xué)方式參差不齊，沒有針對性，而現(xiàn)在的中職學(xué)生具有基礎(chǔ)薄弱、好奇心強等特點，現(xiàn)有的教學(xué)方法已經(jīng)不適應(yīng)學(xué)生的培養(yǎng)要求，為了使中職學(xué)生能夠更好更快地掌握《模擬電子技術(shù)》的基礎(chǔ)知識，課程教學(xué)的方法必須改進，以使其適應(yīng)社會發(fā)展的要求。
1中職學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀
電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，需要大量電子技術(shù)人才，同時，國家大力支持和發(fā)展中職教育，這使學(xué)習(xí)電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生越來越多。然而中職學(xué)生普遍是高中以下學(xué)歷的學(xué)生，他們的知識結(jié)構(gòu)單一，普遍表現(xiàn)為文化知識基礎(chǔ)差、自我約束能力不強、領(lǐng)悟能力和學(xué)習(xí)動力不足，在此背景下，電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《模擬電子技術(shù)》課程時，對分析電路的工作原理以及推導(dǎo)計算不能熟練掌握，理論知識運用不靈活，應(yīng)用不到實際。但中職學(xué)生好奇心強，比較喜歡動手，對新鮮事物感興趣，因此，在專業(yè)教學(xué)上，可充分利用其好奇心強的特點，有針對性地開展教學(xué)工作，多開展實踐課程，在實踐課程上結(jié)合理論教學(xué)。
2中職學(xué)校《模擬電子技術(shù)》的教學(xué)現(xiàn)狀
《模擬電子技術(shù)》是中職學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一個專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強的理論性和實踐性，它的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生獲得電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的基本理論知識和基本技能?！赌M電子技術(shù)》課程要求在介紹一些常用半導(dǎo)體器的基礎(chǔ)上，研究基本電路的概念、工作原理，然而目前中職學(xué)?！赌M電子技術(shù)》課程的理論課和實踐課普遍還是用傳統(tǒng)的模式教學(xué)，理論課與實踐課單獨設(shè)課，理論教師和實踐教師也常常不同，因此導(dǎo)致理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)。大部分理論老師都是紙上談兵，缺乏實踐實驗；而實踐教師在學(xué)生實踐操作前也不注重復(fù)述與實踐內(nèi)容相關(guān)的理論知識，這導(dǎo)致理論與實踐銜接不上，達不到教學(xué)效果。
3教學(xué)方法探索與改進
3.1對課本內(nèi)容予以調(diào)整，精練教學(xué)內(nèi)容
《模擬電子技術(shù)》的理論內(nèi)容繁多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中倍感困難，因此教師有必要在不打破理論知識系統(tǒng)的前提下精選理論教學(xué)內(nèi)容，對有關(guān)聯(lián)的知識點進行重組，盡量刪除繁瑣的理論推導(dǎo)及長篇大論的理論分析。中職教育旨在培養(yǎng)應(yīng)用型和技能型人才，所以中職學(xué)生在學(xué)習(xí)《模擬電子技術(shù)》理論課程時只要求學(xué)生知道半導(dǎo)體元器件的電路符號、作用、特性，掌握基本的電路圖，懂得分析電路圖的工作原理即可。例如，在進行半導(dǎo)體二極管的教學(xué)時，先整合與二極管相關(guān)的知識點，在學(xué)習(xí)了二極管的結(jié)構(gòu)、電路符號、作用及伏安特性后，馬上進入與二極管實際應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的“二極管的單相整流電路”的學(xué)習(xí)，而對于二極管內(nèi)部的PN結(jié)形成過程的微觀內(nèi)容則可略講或不講。
3.2靈活運用理論與實踐一體化教學(xué)
為了避免理論與實踐脫節(jié)，提倡采用理論與實踐一體化的方法教學(xué)，將理論內(nèi)容與實踐內(nèi)容融合在一起。這要求授課教師是既能進行理論教學(xué)又能指導(dǎo)學(xué)生實踐的“雙師型”教師。例如在學(xué)習(xí)三極管的三種工作狀態(tài)時，理論知識抽象難懂，如果單純理論講解，對于中職學(xué)生來說是非常復(fù)雜和難以接受的。如教師運用理論與實踐一體化的方法教學(xué)，一邊講理論一邊讓學(xué)生裝焊三個分別可以實現(xiàn)三極管的截止?fàn)顟B(tài)、飽和狀態(tài)和放大狀態(tài)的電路（教師預(yù)先設(shè)定好能分別實現(xiàn)三種工作狀態(tài)的基極電阻和集電極電阻的阻值），然后接上電源，用萬用表分別測量三極管的集電極、基極和發(fā)射極的工作電壓，學(xué)生把測量數(shù)據(jù)記錄下來，然后教師與學(xué)生一起分析比較數(shù)據(jù)，結(jié)合理論知識，總結(jié)出結(jié)論，學(xué)生很容易就會明白三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)、飽和狀態(tài)和放大狀態(tài)的條件。這種教學(xué)方法，可最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時可有效提高教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)內(nèi)容更具有針對性，從而提高學(xué)生的分析能力和技能。
3.3開展小組互助式討論教學(xué)
中職學(xué)生在學(xué)習(xí)《模擬電子技術(shù)》課程時，最困難的是分析電路圖的工作原理。教師可以采用小組互助式討論進行教學(xué)，以四個學(xué)生為一個小組，選一個學(xué)習(xí)能力、理解能力和分析能力較好的學(xué)生為小組長。在教學(xué)過程中，教師把握好課堂的教學(xué)方向，先提出問題，讓學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生在討論時大膽提出自己的疑問，與組員相互探討，教師在學(xué)生交流后做出補充與總結(jié)。例如在OTL功放電路的教學(xué)中，教師把電路圖板書在黑板上，讓小組長和小組成員面對面的討論與分析電路的組成、元器件的作用及工作原理，然后教師把學(xué)生的疑問作出解答。在學(xué)生的交流與討論的過程中，學(xué)生對電路圖的組成、元器件的作用及工作原理都進行了思考，既鍛煉了口頭分析電路原理的能力，也解決了疑難問題。
4總結(jié)
社會對電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生的要求越來越高，而電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的基礎(chǔ)課程《模擬電子技術(shù)》內(nèi)容繁多、理論抽象、實踐性強，教學(xué)質(zhì)量直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，更是影響著培養(yǎng)出來的學(xué)生的質(zhì)量。對課程內(nèi)容予以適當(dāng)調(diào)整，精煉教學(xué)內(nèi)容，使課程內(nèi)容緊跟電子技術(shù)發(fā)展和社會需求；運用理論實踐一體化教學(xué)方式，使理論與實踐有機結(jié)合，使學(xué)生靈活掌握知識，學(xué)有所用；開展小組互助式討論教學(xué)，便于學(xué)生理解，提高學(xué)生的積極性和興趣。在多種教學(xué)方式相結(jié)合的情況下，在不斷的教學(xué)革新中，教學(xué)質(zhì)量才能得以提高，才能培養(yǎng)出更優(yōu)秀的學(xué)生。
【參考文獻】
[1]李昆.電子技術(shù)基礎(chǔ)（上冊）[M].廣東：廣東高等教育出版社，2010.
第3篇：二極管的基本工作原理范文
【關(guān)鍵詞】光電探測器 光電轉(zhuǎn)換 放大電路 PIN
1引言
隨著光纖通信的快速發(fā)展，光纖測試設(shè)備（光功率計，光時域反射儀，光纖故障診斷儀，光衰減器等）的需求也在逐漸增長[1]。這些儀器設(shè)備是光纖通信系統(tǒng)在日常維護中是必不可少的。這些儀器設(shè)備內(nèi)部都需要用到光電探測器電路，光電探測器及其設(shè)計優(yōu)良的檢測電路對于測量儀器性能來說尤為重要。
2光電探測器的應(yīng)用分析
光電感應(yīng)器件又稱光電探測器。光探測器就是把光脈沖信號轉(zhuǎn)換成為電信號。光探測器通過感受入射于其上的功率變化，并把這種光脈沖功率的變化轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)變化的電流信號[2]。目前常用的半導(dǎo)體光探測器主要有具有本征層的光電二極管（PIN）、雪崩光電二極管（APD）、光電晶體管等，其中前兩種應(yīng)用最為廣泛。其中PIN光電二極管是在P-N結(jié)光電二極管的基礎(chǔ)上，為了得到高速響應(yīng)，通過減小二極管的PN結(jié)電容，并在大量摻入雜質(zhì)的P型和N型硅片層之間插入高阻抗的本征半導(dǎo)體材料層，從而提高了靈敏度和響應(yīng)速度，其性能指標(biāo)均超過P-N結(jié)光電二極管，得到了廣泛使用；雪崩光電二極管APD，在同樣負載條件下，具有高靈敏度，雖然具有內(nèi)增益可大大降低對前置放大器的要求，但卻需要上百伏的工作電壓；另外，其性能與入射光功率有關(guān)，通常當(dāng)入射光功率在1nW至幾W時，倍增電流與入射光具有較好的線性關(guān)系，但當(dāng)入射光功率過大，倍增系數(shù)M反而會降低，從而引起光電流的畸變。測量表明，只有當(dāng)入射光功率小于10-5W時，光電流二次畸變才小于-60dB。并且，其特性隨環(huán)境溫度的變化而變化。因此，PIN光電二極管可作為光功率和光纖故障診斷儀的光電轉(zhuǎn)換器。
3光電探測器的選擇
目前在光通信上被廣泛采用光波長為1310nm與1550nm，InGaAs型的PIN光電二極管更適合于此類波長。以武漢昱升光器件有限公司的YSPD728-G6型號光電二極管為例。該二極管是具有波長范圍800-1700nm ，F(xiàn)C/ST/SC三種適配器可更換，響應(yīng)度大于0.85A/W等特點的插拔式同軸探測器，具有響應(yīng)度高、暗電流小、線性度高、穩(wěn)定度高、FC/ST/SC三種適配器可更換等特點，這些特點在設(shè)計光功率計及光纖故障檢測儀中帶來很大的方便。
4 光電探測器放大電路設(shè)計
通過對光電探測器電路設(shè)計的測試，其電路增益達到100倍以上，電路帶寬50MHz，探測器靈敏度高，能探測到微弱的光信號，如光時域反射儀需要探測的背向瑞利散射光信號，其性能參數(shù)基本達到光功率計及光時域反射儀等光纖測量儀器的設(shè)計需求，具有一定應(yīng)用價值。
參考文獻：
[1]張明德.光纖通信原理與系統(tǒng)[M].南京：東南大學(xué)出版社 2003.9.
[2]微弱激光功率計研究[D].河北工業(yè)大學(xué).2007
第4篇：二極管的基本工作原理范文
20世紀70年代以來,由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲與顯示、光計算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過來又進一步促進了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測以及光信息存儲和處理等。因此，可以這么說，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測、光通信、光存儲、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對光電子技術(shù)的依賴程度越來越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。綜上所述，可見光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門課程不僅是光學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設(shè)。
電子信息工程專業(yè)的光電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論知識包括：光度學(xué)基本知識、光輻射傳播、光束調(diào)制與解調(diào)、光輻射探測技術(shù)等。其中，光度學(xué)基本知識是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，包括：電磁波波譜、輻射度學(xué)、光度學(xué)、熱輻射基本定律、激光原理、典型激光器等。光輻射傳播包括：光輻射的電磁理論、光波在大氣中的傳播規(guī)律與特性、光波在電光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在光纖波導(dǎo)中的傳播規(guī)律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線性介質(zhì)中的傳播等。光度學(xué)基本知識和光輻射傳播這兩個基礎(chǔ)內(nèi)容可以說是光電子技術(shù)課程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，而對于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說，這些知識點比較抽象，為了便于該專業(yè)學(xué)生對光電知識的接受和激發(fā)他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時間重點講解這部分的知識點，同時在制作PPT教案時盡可能使用圖片或動畫描述一些原理性的知識。
比如：在講解激光是如何產(chǎn)生的時候，可制作動畫描述自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理時，可制作多色圖片對激光在各種光學(xué)諧振腔中的受激放大過程進行描述；在介紹各種典型的激光器時，最好收集到它們的實物照片進行講解；在講解光波在各種光學(xué)晶體中的傳播特性與規(guī)律時，最好能制作三維立體的圖片描述光學(xué)晶體的各向異性的特性，相應(yīng)的公式表達盡量簡潔化，然后結(jié)合動畫描述光波在其中傳播時所發(fā)生的變化。光束的調(diào)制、掃描和解調(diào)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容包括：光束調(diào)制的基本原理、電光調(diào)制技術(shù)、聲光調(diào)制技術(shù)、磁光調(diào)制技術(shù)、直接調(diào)制技術(shù)、光束機械掃描技術(shù)、光束電光掃描技術(shù)、光束聲光掃描技術(shù)、空間光調(diào)制器等。這些知識點的理論基礎(chǔ)都是“光輻射在光學(xué)晶體中的傳播規(guī)律和特性”。其中光束調(diào)制的基本原理移植了微電子學(xué)中微波調(diào)制中的很多概念，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生易于理解，但是光束調(diào)制和掃描的實現(xiàn)技術(shù)中，除了需要使用各種光學(xué)晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個系統(tǒng)完成光束的調(diào)制和掃描。這些光學(xué)器件對于沒有光學(xué)工程基礎(chǔ)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，因此，在講解過程中應(yīng)該通過動畫或圖片等手段形象地描繪線偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光等基本光學(xué)概念，并借用相關(guān)的光學(xué)參考資料對這些光學(xué)器件的功能和原理進行簡單介紹。
只有這樣，才有利于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生深刻理解光束的調(diào)制、掃描、解調(diào)等技術(shù)。光輻射探測技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：光電探測的物理效應(yīng)、光電探測器的性能參數(shù)、光電探測器的噪聲、光電導(dǎo)探測器—光敏電阻、PN結(jié)光伏探測器的工作模式、硅光探測器、光電二極管、光熱探測器、直接光電探測系統(tǒng)、光頻外差探測的基本原理等。由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備了較好的半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ)知識，而光電子器件本身也屬于半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生只要掌握了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點及應(yīng)用領(lǐng)域。該部分所介紹的各種光電半導(dǎo)體器件很可能會在學(xué)生將來從事信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的相關(guān)工作中用到，也可能會在將來某些學(xué)生跨到光電信息或光學(xué)工程相關(guān)專業(yè)進一步深造時從事相關(guān)科研課題研究時用到，比如：PN結(jié)光伏探測器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會經(jīng)常用到。因此，建議在理論教學(xué)過程中，除了結(jié)合圖片等多媒體教學(xué)手段介紹相關(guān)光電子器件的工作原理外，最好能夠給學(xué)生展示光電子器件的實物，以便給學(xué)生一些感官認識。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程的系統(tǒng)方面的知識點包括：光電成像系統(tǒng)、光電顯示系統(tǒng)等。
其中，光電成像系統(tǒng)的基本器件是電荷耦合攝像器件(CCD)，CMOS攝像器件和電荷注入器件(CID)。目前，CCD攝像器件的應(yīng)用最為成熟和廣泛，主要包括線陣CCD和面陣CCD等，其原理基礎(chǔ)仍然是光電半導(dǎo)體器件和兩相或三相電極電路的結(jié)合。因此，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合脈沖數(shù)字電路知識重點講解CCD的原理和特點。光電成像系統(tǒng)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、紅外成像系統(tǒng)、紅外成像中的信號處理及綜合特性等。其中紅外成像系統(tǒng)涉及很多應(yīng)用光學(xué)方面的知識，這對沒有應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)知識的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，而且屬于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的研究方向之一，因此，這部分內(nèi)容簡單介紹即可。而紅外成像中的信號處理都涉及電子電路方面的知識，屬于電子信息工程專業(yè)的范疇，這部分內(nèi)容可以重點講解。光電顯示系統(tǒng)包括陰極射線管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發(fā)光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類顯示技術(shù)的應(yīng)用已很廣泛和成熟，可以重點講解，而后兩類顯示技術(shù)比較前沿，可以簡單介紹，以便讓電子信息工程專業(yè)的學(xué)生了解當(dāng)今光電顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程應(yīng)用方面的內(nèi)容包括：光纖通信、激光雷達、激光制導(dǎo)、紅外遙感、紅外跟蹤制導(dǎo)、光纖傳感技術(shù)等。這些應(yīng)用技術(shù)可以分別舉一個相應(yīng)的實際應(yīng)用系統(tǒng)進行介紹，讓學(xué)生體會到光電子技術(shù)的重要性和廣泛性，激發(fā)他們對這門技術(shù)的興趣。#p#分頁標(biāo)題#e#
對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學(xué)生不屬于光學(xué)工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專業(yè)已有很多屬于本專業(yè)的實驗課程及課程設(shè)計，筆者認為光電子技術(shù)課程的實驗教學(xué)應(yīng)根據(jù)該專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和將來他們最可能需要的工程能力而設(shè)置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應(yīng)用最易于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生理解，而且也是電子信息工程師應(yīng)該具備的基本知識，因此，筆者建議開設(shè)一些光電子器件的相關(guān)實驗課。由于光電子技術(shù)課程的總學(xué)時設(shè)置為48學(xué)時，所以建議理論教學(xué)為40學(xué)時，8學(xué)時為實驗教學(xué)(共4個實驗)。
第5篇：二極管的基本工作原理范文
Abstract: Semiconductor diode plays an important role in many circuits.
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體器;二極管的類型;單向?qū)щ娦?發(fā)光二極管
Key words: semiconductor device;diode type;one-way conductivity;light-emitting diode
中圖分類號:TM2 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)10-0116-01
0引言
幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管,它在許多電路中起著重要作用,它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用也非常廣泛。
1二極管的工作原理
晶體二極管為一個由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的P-N結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場,當(dāng)不存在外加電壓時,由于P-N結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時,外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時,外界電場和自建電場進一步加強,形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時,P-N結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程,產(chǎn)生大量電子空穴對,產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流,稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。
2二極管的類型
二極管種類有很多,按照所用的半導(dǎo)體材料,可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管),根據(jù)其不同用途,可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu),又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管,點接觸型二極管是用一根很細的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面,通以脈沖電流,使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起,形成一個“PN結(jié)”。由于是點接觸,只允許通過較小的電流(不超過幾十毫安),適用于高頻小電流電路,如收音機的檢波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大,允許通過較大的電流(幾安到幾十安),主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的硅二極管,它不僅能通過較大的電流,而且性能穩(wěn)定可靠,多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。
3二極管的導(dǎo)電特性
二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。①正向特性。在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極管就會導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時,二極管仍然不能導(dǎo)通,流過二極管的正向電流十分微弱,只有當(dāng)正向電壓達到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導(dǎo)通,導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。②反向特性。在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極管中幾乎沒有電流流過,,此時二極管處于截止?fàn)顟B(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會急劇增大,二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。
4二極管的主要參數(shù)
用來表示二極管性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管參數(shù),不同類型的二極管有不同特性參數(shù)。對初學(xué)者而言,須了解以下主要參數(shù):①額定正向工作電流。是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許限度(硅管為140左右,鍺管為90左右)時,就會使管芯過熱而損壞,所以,二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。②最高反向工作電壓。加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。③反向電流。反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10,反向電流增大一倍。
5測試二極管的好壞
初學(xué)者在業(yè)余條件下可以使用萬用表測試二極管性能的好壞.測試前先把萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔的RX1K檔位(注意不要使用RX1檔,以免電流過大燒壞二極管),再將紅、黑兩根表筆短路,進行歐姆調(diào)零。①正向特性測試。把萬用表的黑表筆(表內(nèi)正極)搭觸二極管的正極,紅表筆(表內(nèi)負極)搭觸二極管的負極,若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間,這時的阻值就是二極管的正向電阻,一般正向電阻越小越好,若正向電阻為0值,說明管芯短路損壞,若正向電阻接近無窮大值,說明管芯斷路,短路和斷路的管子都不能使用。②反向特性測試。把萬且表的紅表筆搭觸二極管的正極,黑表筆搭觸二極管的負極,若表針指在無窮大值或接近無窮大值,管子就是合格的。
6二極管的應(yīng)用
①整流二極管。利用二極管單向?qū)щ娦?可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。②開關(guān)元件。二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導(dǎo)通狀態(tài),相當(dāng)于一只接通的開關(guān);在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止?fàn)顟B(tài),如同一只斷開的開關(guān),利用二極管的開關(guān)特性,可以組成各種邏輯電路。③限幅元件。二極管正向?qū)ê?它的正向壓降基本保持不變(硅管為0.7V,鍺管為0.3V),利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。④繼流二極管。在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負載中起繼流作用。⑤檢波二極管。在收音機中起檢波作用。⑥變?nèi)荻O管。使用于電視機的高頻頭中。⑦發(fā)光二極管。發(fā)光二極管在日常生活電器中無處不在,它能夠發(fā)光,有紅色、綠色和黃色等,有直徑3mm、5mm和2×5mm長方型的。與普通二極管一樣,發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的,也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì),即只有接對極性才能發(fā)光?？傊?在所有的電子電路中,都要用到半導(dǎo)體二極管,它在許多的電路中起著重要的作用,它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用也非常廣泛。
參考文獻:
[1]胡宴如.模擬電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.
第6篇：二極管的基本工作原理范文
關(guān)鍵詞：電子控制技術(shù)；三極管；教學(xué)策略；教學(xué)建議
自浙江省在新高考方案中，將技術(shù)學(xué)科作為選考科目之一以來，該科目就更受到方方面面的重視。但同時，作為通用技術(shù)學(xué)科選考內(nèi)容的蘇教版《電子控制技術(shù)》，無論對于教師的教還是學(xué)生的學(xué)，都有很大的困難，尤其是《電子控制技術(shù)》中核心內(nèi)容之一的三極管的原理與應(yīng)用，更是一塊難啃的骨頭。
《電子控制技術(shù)》教材的編寫比較追求體系完整，重視設(shè)計思想的構(gòu)建，強調(diào)控制過程的實現(xiàn)，但在介紹三極管的原理與應(yīng)用時，并非站在零起點的基礎(chǔ)上，而三極管的工作過程非常復(fù)雜，即使是專業(yè)的電子技術(shù)工作者，想透徹理解其原理與工作過程，也并非易事。對沒有電子基礎(chǔ)的高中學(xué)生來說，基本理解三極管的工作原理，并學(xué)會基礎(chǔ)應(yīng)用，也需要一段時間的摸索和積累。通用技術(shù)教師如何高效地實施教學(xué)乃至應(yīng)對新高考，需要對癥下藥的策略和方法，為此本文提出在“三極管原理與應(yīng)用”教學(xué)及應(yīng)考中，應(yīng)采用“綱舉目張 層層推進”的策略，抓住主要環(huán)節(jié)， 帶動次要環(huán)節(jié)，具體地來說，就是以下五點教學(xué)應(yīng)對。
一、站高望遠 整體把握
課堂教學(xué)中的鋪墊，是教師有意識地為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容提供準(zhǔn)備，使之形成合理認知結(jié)構(gòu)的一種教學(xué)藝術(shù)。在學(xué)習(xí)“設(shè)計中的人機關(guān)系”時，教師需要先讓學(xué)生了解技術(shù)的價值――滿足人的需求，知道技術(shù)與設(shè)計的關(guān)系――兩者相互促進，相互依存。三極管的學(xué)習(xí)也需要這樣的鋪墊和整體上的把握。三極管在電子控制技術(shù)的發(fā)展中具有非常重要的歷史地位和作用，了解三極管的發(fā)明歷程和應(yīng)用范圍，對學(xué)生學(xué)習(xí)動機的形成具有決定性的作用。從1883年愛迪生發(fā)現(xiàn)熱電子效應(yīng)，到1904年弗萊明發(fā)明電子二極管，再到1906 年美國德弗雷斯發(fā)明電子三極管，樹立電子技術(shù)發(fā)展史上的里程碑――三極管的發(fā)明故事充滿樂趣，教師對故事的生動演繹，能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并感受到學(xué)習(xí)的重要性和必要性。
教師應(yīng)該幫助學(xué)生理清半導(dǎo)體、晶體管、門電路、集成電路等之間的邏輯關(guān)系，讓學(xué)生明白三極管在電子控制技術(shù)中扮演的“身份”，這樣才能居高臨下，把握全局，明確學(xué)習(xí)目的，提高學(xué)習(xí)效率。比如，用結(jié)構(gòu)圖來說明電子控制系統(tǒng)的組成邏輯關(guān)系（如圖1），用表格來體現(xiàn)電子器件的各階段的發(fā)展、聯(lián)系和區(qū)別（如表1）。
二、重功能應(yīng)用 輕結(jié)構(gòu)原理
三極管并不是兩個二極管的簡單組合，它的結(jié)構(gòu)和原理都比較復(fù)雜。在實際生產(chǎn)中，三極管的兩個PN結(jié)在排列上有不同的結(jié)構(gòu)工藝，主要分為平面管和合金管兩種，它們有幾個共同的特點[1]：
（1）基區(qū)做得很薄，發(fā)射結(jié)的面積較小，集電結(jié)的面積要比發(fā)射結(jié)大；
（2）發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（對NPN三極管而言是自由電子）濃度大于集電區(qū)，且遠遠大于基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）；
（3）欄窨刂圃又屎量。
這些重要的特點都是在三極管生產(chǎn)時人為規(guī)劃和控制的，要理解這些結(jié)構(gòu)布局和人為規(guī)劃的目的，需要深入理解其宏觀的工作過程和微觀的工作原理，并對加工工藝有詳盡的了解，顯然以高中學(xué)生的知識儲備，要掌握理解這些知識，難度非常之大。
與之類似的是信息技術(shù)中“算法與程序設(shè)計”的學(xué)習(xí)，教師并不要求高中學(xué)生深刻理解程序在計算機內(nèi)部的運作過程和機理，而只需掌握程序的結(jié)構(gòu)和功能，知道在輸入明確的前提下，會產(chǎn)生怎么樣的輸出結(jié)果。三極管的學(xué)習(xí)也可以借鑒這種“黑箱”方法，學(xué)生只需理解：源于三極管的特殊結(jié)構(gòu)和工藝，它在功能上發(fā)生了質(zhì)的飛躍；三極管的三個區(qū)、兩個PN結(jié)相互聯(lián)系、相互作用、相互影響，組成了一個具有特定功能的有機整體；三極管具有“信號放大”的功能，這是二極管所不具備的，它的特殊結(jié)構(gòu)是其具有特殊功能的內(nèi)因。
為方便理解，教師可以用水流來比喻電流，用粗、細兩根水管和閘門組成的結(jié)構(gòu)簡易說明三極管的工作原理，如圖2所示。
粗的管子內(nèi)裝有閘門，這個閘門由細的管子中的水流量控制開啟的程度。如果細管子中沒有水流，粗管子中的閘門就會關(guān)閉，此時處于截止?fàn)顟B(tài)。注入細管子中的水流量越大，閘門就開得越大，相應(yīng)地流過粗管子的水就越多，這就體現(xiàn)出“以小控大，以弱控強”的基本原理，此時處于放大狀態(tài)。當(dāng)粗管內(nèi)的閘門開到最大時，水流量就保持恒定，與細管的水流量變化無關(guān)，此時相當(dāng)于處于飽和狀態(tài)。
學(xué)生掌握三極管的工作條件以及相對應(yīng)的三種工作狀態(tài)，能夠分析最基本的三極管控制電路，從而體會到，正是這三種工作狀態(tài)在電子電路中的豐富應(yīng)用，使三極管成為電子控制技術(shù)發(fā)展歷史上具有里程碑意義的元器件。
三、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 有的放矢
三極管的功能和應(yīng)用是蘇教版《電子控制技術(shù)》教學(xué)的重點，也是難點之一，考試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的內(nèi)容和要求如表2所示。
在脈沖與數(shù)字電路中，三極管作為最基本的開關(guān)元件得到了普遍的應(yīng)用。三極管工作在飽和狀態(tài)時，其UCES≈0，相當(dāng)于開關(guān)的接通狀態(tài)；工作在截止?fàn)顟B(tài)時，IC≈0，相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)。從考試標(biāo)準(zhǔn)和歷次的考試試題中可以得到，電子控制技術(shù)的選考更注重三極管的開關(guān)特性在數(shù)字電路中的應(yīng)用，如2016年10月技術(shù)選考的第12題。
如圖3所示是某電動玩具的電路圖，下列對該電路的分析中不正確的是（ ）
A.三極管V1在電路中起開關(guān)的作用
B.電機M工作時，三極管V1的集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)
C.二極管V2主要用于保護三極管V1
D.R2換用阻值小一點的電阻，更容易觸發(fā)電機M啟動
該玩具在使用過程中，光敏電阻上的壓降隨著光照強度變化，會讓三極管處于截止、放大導(dǎo)通和飽和導(dǎo)通三種狀態(tài)。因為三極管集電極連接了繼電器，當(dāng)集電極電流達到繼電器吸合電流后，繼電器轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，常開觸點閉合，馬達轉(zhuǎn)動，此時電動玩具獲得動力，相當(dāng)于接通了開關(guān)。當(dāng)集電極電流減小到繼電器釋放電流（小于吸合電流）后，馬達停止轉(zhuǎn)動，電動玩具失去動力，相當(dāng)于開關(guān)斷開。為保持系統(tǒng)可靠性，設(shè)計人員在元器件選擇時，會讓三極管達到飽和狀態(tài)時的集電極電流大于繼電器的吸合電流，因此從該系統(tǒng)的外部功能判斷，三極管在該電路中僅起到開關(guān)的作用。
選考試題同樣注重多用電表的使用，其中三極管的好壞判斷也是電子控制技術(shù)教學(xué)的難點，教師要根據(jù)現(xiàn)有的實驗裝備條件，安排合理的動手實踐項目，幫助學(xué)生理清判斷思路。三極管是由兩個PN結(jié)組成的電子器件，通過測量兩個PN結(jié)的好壞即可簡單判斷出三極管的好壞。以數(shù)字電表為例，檢測時，將擋位選擇開關(guān)置于二極管測量擋，分別檢測三極管的兩個PN結(jié)，如果正向檢測每個PN結(jié)（紅表筆接P，黑表筆接N）時，顯示屏顯示150～800范圍內(nèi)的數(shù)字（說明阻值較?。?，反向檢測每個PN結(jié)時，顯示屏顯示溢出符號“1”，說明三極管正常。
注意，三極管的檢測包括類型檢測、電極極性檢測和好壞檢測，類型檢測和電極極性檢測也是需要掌握的基本功。在實際應(yīng)用中，還需檢測三極管集電極和發(fā)射極之間的漏電電流，如果漏電電流較大，一般也不能使用。
四、典型應(yīng)用 萃取精華
選取經(jīng)典的三極管開關(guān)應(yīng)用電路，分析各個元器件的作用和電路的整體功能原理，是三極管教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。對三極管偏置電路（包括固定式偏置電路、分壓式偏置電路）、集電極直流電路、發(fā)射極直流電路中各電子元器件的作用，教師都應(yīng)分析到位，讓學(xué)生不僅知其然，還能知其所以然。如2016年10月技術(shù)選考第13題，該題是一個自動溫度報警電路。如圖4所示，電路中R1、Rg構(gòu)成分壓式偏置電路，分壓電壓加到V1基極，建立V1基極直流偏置電壓，該電壓決定了V1基極電流的大小。對V2來說，R2和Rt構(gòu)成了分壓式偏置電路。電阻R3和R4接在VCC和V1、V2的集電極之間，構(gòu)成了集電極直流電路。工作在放大狀態(tài)下的三極管，必須在三極管集電極、發(fā)射極和地端之間構(gòu)成直流通路，分析這些直流通路，能讓學(xué)生理解這些通路中電阻、電容與電感等元器件的作用。該自動報警電路在三極管的集電極輸出高、低電平，作為或非門的輸入，所以三極管在該電路中僅起到開關(guān)的作用。
再如2015年9月浙江省技術(shù)選考測試卷第17題，該題考查了一個典型的水位自動控制電路，電路包含輸入、控制處理、輸出三個部分，各個水位探頭是系統(tǒng)的輸入.對于不同水位的變化對三極管工作狀態(tài)的影響，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分步探究，建議從水箱無水的狀態(tài)開始分析，以每個探頭所在位置的水位為節(jié)點，厘清不同水位所代表的輸入意義。該系統(tǒng)中的三極管同樣只需關(guān)注導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)，如圖5所示，當(dāng)V1導(dǎo)通時，V2截止，V1截止時，V2導(dǎo)通，二極管V4連接在V2的發(fā)射極直流通路中，能保證當(dāng)三極管V1導(dǎo)通時，V2更容易截止，從而讓系統(tǒng)的功能邏輯更清晰，工作過程更穩(wěn)定。
對三極管放大電路，教師也可以有選擇地進行典例分析。半導(dǎo)體技術(shù)在經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，目前已經(jīng)形成相當(dāng)龐大的產(chǎn)業(yè)，而晶體管放大器在其中功不可沒。由于半導(dǎo)體集成放大電路的成熟、廉價、便捷，在需要放大器的電路中成為首選，采用分立的晶體管元件搭造放大電路的情形則越來越少，但只有掌握晶體管放大器的基本原理和優(yōu)缺點，才可以在應(yīng)用集成放大器時更為得心應(yīng)手，并在某些需求較為苛刻的情形下用分立元件來構(gòu)造電路。
五、實踐動手 提高認知
有效設(shè)計學(xué)生的動手實踐項目，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于學(xué)生感性認知的建立和理性分析能力的培養(yǎng)。電子控制技術(shù)在普通高中剛剛起步，教學(xué)資源有限，教師應(yīng)該想方設(shè)法利用現(xiàn)有條件，創(chuàng)設(shè)動手實踐的平臺。
建議利用好浙江省基礎(chǔ)教育課程教材開發(fā)研究中心編寫的《電子控制技術(shù)學(xué)生活動手冊》，在課時允許的前提下，精選其中2～3個活動項目進行動手實踐，如“多功能自動控制電路的制作”“模擬自動干手器的制作”等。
對沒有條件實施手工焊接的學(xué)校，也可以考慮使用電子積木，一般包含三極管和集成電路的電子積木產(chǎn)品，能夠基本滿足普通高中電子控制教學(xué)的動手實踐需求。電子積木具備直觀、快速、實驗效果明顯的特點，如讓學(xué)生搭建延時門鈴模擬電路。在搭建過程中，要使學(xué)生在理解工作原理的基礎(chǔ)上，能快速搭建并試驗電路運行效果，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、理解和體驗三極管的工作原理具有積極的輔助作用。
τ誥費較為緊張，且不具備手工焊接條件的學(xué)校，也可以考慮購買相應(yīng)的電子控制學(xué)生活動專用配套器材，如三極管和光控電路的實驗電路，學(xué)生可以利用電路板上的燈籠頭接口，使用多用電表檢測三極管各電極上的電壓、電流變化情況，或用于連接負載，從而全面理解三極管的工作原理與相應(yīng)的控制過程。
萬事開頭難，普通高中電子控制技術(shù)的教學(xué)需要我們有足夠的知識儲備，需要優(yōu)秀的教材、豐富的資源，也需要基本的硬件保障、合理的教學(xué)設(shè)計。希望本文提出的 “三極管原理與應(yīng)用”教學(xué)五點建議，能給一線教師的課堂教學(xué)提供借鑒意義。
第7篇：二極管的基本工作原理范文
關(guān)鍵詞：可見光通信；LED；STC89C52RC
1 引言
可見光通信作為一種新興的無線通信技術(shù)具有較大的研究和應(yīng)用價值，LED可見光通信利用高速閃爍的光信號實現(xiàn)信息的調(diào)制和傳輸，通過光敏檢測技術(shù)實現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換，最終完成信息的發(fā)送和接收。
當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，人類進入了對信息量需求巨大的“大數(shù)據(jù)、云計算”時代，無線射頻通信是目前正在使用的重要無線通信技術(shù)。射頻無線通信廣泛用于生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域，是目前最成熟的通信技術(shù)，已經(jīng)在很大程度上改變了人們的生產(chǎn)和生活習(xí)慣。在未來的無線通信發(fā)展過程中，射頻通信仍將繼續(xù)起著重要作用。
與射頻通信相比，基于LED的可見光通信具有保密性強、對人體無害、無電磁干擾輻射等優(yōu)點?？梢姽馔ㄐ偶夹g(shù)是基于環(huán)保節(jié)能的LED照明光源的無線光通信技術(shù)，隨著科技的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，結(jié)合了LED照明和通信的無線光通信技術(shù)，必將憑借其自身的獨優(yōu)勢得到深入廣泛的應(yīng)用。
2 系統(tǒng)原理分析
在可見光通信系統(tǒng)中，在信號發(fā)生模塊利用STC89C52RC單片機驅(qū)動發(fā)射電路的LED燈陣高頻率閃爍發(fā)射不同信號對應(yīng)的二進制代碼；在信號接收處理模塊利用STC89C52RC單片機處理光敏二極管檢測到的二進制閃爍信號，經(jīng)過譯碼將對應(yīng)的信息經(jīng)串口發(fā)送給接收端，顯示為可視的原始信號，上述過程主要基于STC89C52RC單片機的點對點異步通信和點對PC的串行異步通信，整個系統(tǒng)的基本原理如圖1所示。
2.1 單片機串口異步通信工作原理
串口通信（Serial Communications）的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信。
本系統(tǒng)基于單片機雙機串行異步通信原理，將所發(fā)信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進制代碼，并以此驅(qū)動LED燈陣高頻閃爍，雙機之間不需要連接可視化介質(zhì)作為通信媒介；避免了現(xiàn)有機間通信采用導(dǎo)線信道的缺點，而且可以實現(xiàn)一點發(fā)射，多點接收的效果，突破了以往實物信道通信過程的瓶頸，具有較高的通信效率和較低的損耗功率。
2.2 單片機與PC間串行異步通信工作原理
單片機與PC通信同樣基于串行異步通信原理，PC信號發(fā)射端借助串口調(diào)試軟件將信息輸入系統(tǒng)信息發(fā)送端，隨后信號經(jīng)由PC傳向通過USB轉(zhuǎn)串口模塊相連的單片機，單片機讀取緩沖區(qū)的二進制代碼，并以此驅(qū)動LED燈陣高頻閃爍，接著持續(xù)完成單片機雙機間通信，信息接收端通信過程則與之相反。
2.3 單片機最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)概念：能都使單片機硬件電路正常工作的單元電路系統(tǒng)叫做最小系統(tǒng)；
最小系統(tǒng)構(gòu)成：復(fù)位電路、時鐘電路、存儲器訪問路徑控制、ISP下載接口、電流源、顯示電路；
本系統(tǒng)中單片機最小系統(tǒng)工作原理：在最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上分別在信號發(fā)射板和接收板上增添各自的調(diào)制驅(qū)動電路，并向單片機內(nèi)導(dǎo)入對應(yīng)的程序，利用最小系統(tǒng)及電路的組合驅(qū)動單片機運行程序并由此實現(xiàn)相應(yīng)的功能。
3 系統(tǒng)組成設(shè)計
系統(tǒng)組成分為兩個基本模塊：發(fā)射板和接收板，系統(tǒng)組成原理框圖，如圖2所示，整個系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計如下。
3.1 發(fā)射端PC機
用于系統(tǒng)終端輸入和顯示發(fā)射端的發(fā)送信息。
3.2 發(fā)射板USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動模塊
PC機與單片機間通信的橋梁，連接PC機和MCU控制模塊，用于將發(fā)射端串口調(diào)試軟件的輸入信息傳送到MCU控制模塊。
3.3 發(fā)射板MCU控制模塊
MCU模塊為超強抗干擾、高速、低功耗的STC89C52RC單片機最小系統(tǒng)控制模塊，能利用PC機中送來的數(shù)據(jù)控制和驅(qū)動lED驅(qū)動電路。
3.4 LED驅(qū)動模塊
該模塊主要由MCU的LED驅(qū)動電路和LED陣列光源組成。相關(guān)研究顯示，環(huán)境光照度大于1501ux時，外界環(huán)境光對傳輸會形成干擾，當(dāng)環(huán)境光照度小于此門限值時且光源足夠強時，環(huán)境光的干擾基本可以忽略哺，因此系統(tǒng)光源采用直徑5mm的3X8LED燈陣列，利用MCU模塊傳送的二進制信號值，采用光強度調(diào)制將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，實現(xiàn)調(diào)制并發(fā)送出可見光數(shù)據(jù)。LED驅(qū)動電路中，考慮到運算放大器的工作頻率比較低，而單一晶體管可以完成百兆赫茲到吉赫茲級工作，所以系統(tǒng)中LED陣列驅(qū)動器件選擇單一晶體管。
3.5 無線光通信信道
如圖3所示是無線光通信系統(tǒng)的線性基帶傳輸模型。
如圖所示，F(xiàn)（t）是發(fā)射板輸入的發(fā)射光，R是接收板光敏檢測元件的響應(yīng)效率，h（t）是基帶信道的脈沖響應(yīng)，N（t）是光噪聲，Y（t）是輸出光電流，其表達式為：
Y（t）=RF（t） h（t）+N（t）：
Y（t）跟光敏檢測器表面接收到的瞬時光功率的積分成比例關(guān)系。系統(tǒng)信道中的室內(nèi)燈光、陽光等均可視為光噪聲，可以采用光學(xué)濾光片和聚光鏡對光噪聲進行有效削弱。凸透鏡能對發(fā)射光進行聚焦增強，并且能擴大光敏檢測模塊的探測范圍。同時利用光學(xué)濾光片濾除雜散光，進一步可以提高信道傳輸質(zhì)量，延長通信距離。
3.6 光電檢測轉(zhuǎn)換模塊
接收板采用光敏檢測模塊接收可見光數(shù)據(jù)，利用光電二極管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光敏檢測模塊采用直接檢測技術(shù)，將接收到的光信號經(jīng)光電二極管還原成電信號。核心器件光電二極管接收到的光強和其自身的有效接收面積成正比，在視距鏈路中，接收端可以采用減小接收板距離或者增加透鏡折射率的方法來增加光電二極管的有效接收面積。
3.7 接收板MCU控制模塊
該模塊的核心器件為STC89C52RC單片機最小系統(tǒng)，能對光電接收模塊產(chǎn)生的信號進行處理，并將其還原為原始數(shù)據(jù)信息。
3.8 接收板USB轉(zhuǎn)串口模塊
用于連接接收端MCU控制模塊到接收板PC機USB接口，將MCU控制模塊串口發(fā)出的數(shù)據(jù)送入PC機串口調(diào)試助手中進行顯示。
3.9 接收端PC機
用于系統(tǒng)終端顯示接收端的接收信息。
第8篇：二極管的基本工作原理范文
關(guān)鍵詞：電工電子技術(shù)；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；模塊；實施
《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》是電子電工專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)，課堂教學(xué)效果一直不理想。筆者在教學(xué)過程中經(jīng)過反復(fù)的探索與思考，認為主要原因在以下幾個方面：一是理論學(xué)習(xí)偏重，實驗相對偏少，從而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候感覺枯燥、興趣低、缺乏成就感，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性；二是課程中各個單元電路模塊相對獨立、不系統(tǒng)，學(xué)生設(shè)計電路的時綜合應(yīng)用能力差，表現(xiàn)為無設(shè)計思路；三是課程中的概念非常抽象，很難與實際相聯(lián)系。為了能夠提升教學(xué)效果，筆者試著在《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)中引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法，取得了滿意的效果。
一、何為“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”
所謂“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”是指學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，在教師的幫助下，緊緊圍繞一個共同的任務(wù)活動中心，在強烈的問題動機的驅(qū)動下，通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動應(yīng)用，進行自主探索和互動協(xié)作的學(xué)習(xí)，并在完成既定任務(wù)的同時，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實踐活動。
“任務(wù)驅(qū)動法“以 “任務(wù)”為主線，以“驅(qū)動”為形式，將“完成任務(wù)”貫穿于教學(xué)的全過程。這種教學(xué)方法的優(yōu)越性在于通過讓學(xué)生體驗獲得成功的樂趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，完成知識的學(xué)習(xí)和技能的提升。這種教學(xué)方法的顯著特征是，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都是圍繞完成任務(wù)這一目標(biāo)來進行。這種教學(xué)方法適合培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立分析和解決問題的能力，適合實踐性較強的工科教學(xué)。
二、“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”在《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)中的具體實施
下面就以“模擬知了聲電路”的教學(xué)為例，具體介紹“任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)法”在《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)中的應(yīng)用。就本節(jié)課而言，“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”是以學(xué)生為主體，教師為學(xué)生提供優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，如學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)（電路圖等）、測量儀器（萬用表、直流穩(wěn)壓電源、示波器等）、電子組件和要完成的任務(wù)（模擬“知了”聲電路的制作、檢測和改進），教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)法完成電路制作和檢測改進任務(wù)，讓學(xué)生在解決問題的過程中主動學(xué)習(xí)振蕩器的理論與實踐知識。其特點是先感性、后理性，先實踐、后研究規(guī)律，再理論提升和歸納總結(jié)。具體教學(xué)過程如下：
第一步，導(dǎo)入實例、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。首先，教師把上一屆學(xué)生做的模擬“知了”聲電路在課上進行演示（電路發(fā)出連續(xù)不斷的“知了”聲音，發(fā)光二極管同時閃爍，增加了動態(tài)的美感）。然后，教師告訴學(xué)生：在座的各位也都可以做成此電路。學(xué)生看到上屆的同學(xué)有能力完成電路制作，對自己也會充滿信心。最后，教師及時告訴學(xué)生：該電路主要是由多諧振蕩器、音頻振蕩器和發(fā)光二極管構(gòu)成，我們非常有必要學(xué)習(xí)多諧振蕩器的有關(guān)知識。
第二步，布置總?cè)蝿?wù)：模擬“知了”聲電路制作實訓(xùn)。
（1）根據(jù)電路原理圖和元器件清單，從元器件袋中迅速并正確地找出該電路相應(yīng)的電阻、電容、發(fā)光二極管、三極管等。
（2）用萬用表檢測各元器件是否正常，注意電容、發(fā)光二極管的極性、三極管的類型和管腳順序。
（3）根據(jù)電路原理圖將各元件按照從矮到高的順序插到萬能板上并焊接，并根據(jù)電路原理圖連接好電路。
（4）檢查電路、排除故障、試驗制作效果，讓學(xué)生體會成功制作好電路的快樂。
第三步，教師指導(dǎo)各組學(xué)生解決制作過程中遇到的問題。這一步實際上是與第二步同步進行的，學(xué)生在解決問題的過程中不僅學(xué)習(xí)了知識，還訓(xùn)練了技能，并增強了電路感性認識。
第四步，歸納、理論提升、分析電路工作原理。這是理論與實踐相結(jié)合的關(guān)鍵一步，在這一步時，學(xué)生對電路有了一定的感性認識，又有了學(xué)習(xí)動機，理論教學(xué)將事半功倍。這部分的任務(wù)目標(biāo)是以下兩點：
（1）重點學(xué)習(xí)①音頻振蕩器、多諧振蕩器工作原理；②三極管、發(fā)光二極管檢測方法。
（2）講解模擬“知了”聲電路的工作原理。
第五步，測量相關(guān)參數(shù)，完成實驗報告。這一步學(xué)生帶著任務(wù)去完成相關(guān)數(shù)據(jù)、波形的采集，回顧整個探究過程，編寫報告作為本課的最后任務(wù)和成果。
三、應(yīng)用“任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法”的幾點體會
1. 任務(wù)的選擇是關(guān)鍵
設(shè)計任務(wù)應(yīng)當(dāng)考慮以下兩個方面：第一該任務(wù)應(yīng)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，必須來源于發(fā)生在學(xué)生身邊的實例，比如說電子助記器、多路搶答器、觸摸開關(guān)、拍手開關(guān)、數(shù)字鐘，必須是學(xué)生感興趣的東西；第二該任務(wù)的難度要恰當(dāng)，把握好“跳起來就能摘到蘋果的原則”。
2. 任務(wù)的目的要清楚，緊扣教學(xué)目標(biāo)
3. 引導(dǎo)學(xué)生進一步完善任務(wù)
在學(xué)生完成基本任務(wù)后，教師要調(diào)動學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)的欲望（如數(shù)字鐘里再追加顯示年月日、整點報時用不同的音樂、定時鬧鐘等）。要強調(diào)在實踐中學(xué)習(xí)理論、淡化理論的系統(tǒng)性。
4. 充分體現(xiàn)“學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的特點
對于新內(nèi)容或有一定難度的任務(wù)，教師最好適當(dāng)演示，引導(dǎo)學(xué)生在“任務(wù)”的驅(qū)動下思考、嘗試、探索。
5. 要注重加強任務(wù)小結(jié)和知識點的回顧
良好的總結(jié)和回顧能夠使學(xué)習(xí)能力和動手能力相對較差的學(xué)生及時跟進教師的教學(xué)進度，達到教學(xué)要求。
總之，“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”是以任務(wù)作為橋梁，讓學(xué)生通過自己的操作和教師的指導(dǎo)，將書本死板的理論變成動手操作的生動的知識，從而激發(fā)學(xué)生主動完成知識學(xué)習(xí)、達到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的整個教學(xué)過程可以充分地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，充分培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手、觀察、分析甚至創(chuàng)新的能力。在《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)中合理運用“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”，可以改進教學(xué)模式，融合更多的教學(xué)手段，取得良好的教學(xué)效果。
參考文獻：
[1]文春帆，鄧金強.電工與電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2001.
第9篇：二極管的基本工作原理范文
目前，各高校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀是:隨著高校熱門專業(yè)的逐年擴招，學(xué)生多，實驗教師少，迫使很多高校模擬電子技術(shù)實驗課不得不大班上課，一次2～3個班級，幾十名甚至于上百名學(xué)生同時做一個實驗，即使有兩三名教師同時指導(dǎo)，也很難做到面面俱到，學(xué)生相互參考實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。由于學(xué)生多，實驗教師少，實驗設(shè)備和實驗空間有限，造成同一個實驗內(nèi)容，在一個學(xué)期內(nèi)必須重復(fù)安排多次，學(xué)生上實驗課的時間不能統(tǒng)一，一部分學(xué)生先做實驗，另一部分學(xué)生后做實驗，完全一樣的實驗內(nèi)容很難杜絕學(xué)生之間相互參考實驗數(shù)據(jù)，為了能從根本上解決這個問題，完全統(tǒng)一的實驗教學(xué)內(nèi)容必須改變。以上現(xiàn)狀是高校模擬電子技術(shù)實驗教師所面臨的現(xiàn)實問題:教學(xué)模式陳舊，實驗內(nèi)容單一，學(xué)生的差異性在逐年加大，學(xué)生多，教師少，實驗設(shè)備和實驗空間有限，這些是高校模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)改革必須解決的現(xiàn)實問題。
2課程改革的措施和解決問題的辦法
模擬電子技術(shù)研究的對象是半導(dǎo)體器件以及以半導(dǎo)體器件為核心的基本電路，具有較強的可操作性和實踐性，因此，模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)課程改革必須堅持理論與實踐并重的原則。
2.1調(diào)整實驗教學(xué)時間
大連理工大學(xué)教學(xué)課程改革在實驗教學(xué)時間安排上做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整后的實驗時間盡量與理論教學(xué)時間并行，緊跟理論教學(xué)的進度，做到理論課剛講完的內(nèi)容馬上安排實驗，以增強學(xué)生的記憶效果，加深學(xué)生對知識的理解，配合好理論教學(xué)，幫助學(xué)生通過實驗掌握更多的理論知識。
2.2優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)方法
(1)在第一次儀器實踐課上，增設(shè)了二極管的實驗內(nèi)容。在以往的模擬電子技術(shù)實驗中，沒有安排二極管的實驗內(nèi)容，但二極管是模擬電路的基礎(chǔ)，如果學(xué)生不能很好地理解二極管的工作原理，摸透二極管的工作特性，那么后續(xù)課程的學(xué)習(xí)必將受到影響。本次教改，將二極管的實驗內(nèi)容與儀器實踐課安排在一起，讓學(xué)生在熟悉儀器使用的過程中，設(shè)計實驗電路，測試二極管的特性，掌握二極管的工作原理，讓學(xué)生在電路設(shè)計和數(shù)據(jù)測試的過程中掌握儀器的使用。在實驗過程中，學(xué)生可以根據(jù)不同二極管的參數(shù)特性，選擇自己認為合適的電阻設(shè)計實驗電路，測試并計算二極管的導(dǎo)通電壓、工作電流、耗散功率、動態(tài)電阻等參數(shù)。通過實驗幫助學(xué)生認識到?jīng)Q定二極管工作狀態(tài)的主要參數(shù)是流過二極管的工作電流，知道二極管的導(dǎo)通電壓、耗散功率和動態(tài)電阻都是由流過二極管的工作電流決定的。讓學(xué)生充分認識到分析工作電流在模擬電子技術(shù)實驗課程中的重要性。
(2)在單管放大電路的設(shè)計與測試實驗中，以往只安排了一個實驗電路，讓學(xué)生在面包板上搭接指定電路參數(shù)的共發(fā)射極單管放大電路并測試。由于學(xué)生第一次在面包板上搭接實驗電路，不熟悉面包板的結(jié)構(gòu)，在搭接實驗電路的過程中耗時過多，雖然只安排了一個項目的實驗內(nèi)容，但也有很多學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)不能按時完成實驗。本次教改，設(shè)計了一個專用實驗平臺，在實驗平臺上給學(xué)生提供了偏置電流可以調(diào)節(jié)的靜態(tài)工作電路，讓學(xué)生在實驗平臺的基礎(chǔ)上設(shè)置靜態(tài)工作點，設(shè)計共發(fā)射極、共集電極、共基極三種不同組態(tài)的單管放大電路，測試、計算、比較并分析這三種不同組態(tài)放大電路的異同點。并通過改變靜態(tài)工作點，觀察、測試并分析放大電路的失真波形。通過對實驗內(nèi)容的調(diào)整，滿足了多數(shù)學(xué)生的實驗需求，實驗技能稍差的學(xué)生，可以在實驗平臺上完成一部分實驗內(nèi)容;實驗技能較好的學(xué)生，可以充分利用新的實驗平臺，在規(guī)定的實驗時間內(nèi)完成三種不同組態(tài)單管放大電路的設(shè)計與測試。這種層次化實驗教學(xué)模式，有利于提高學(xué)生的實踐技能。
(3)在差分放大電路的設(shè)計與測試實驗中，本次教改后的實驗內(nèi)容增設(shè)了恒流源負載的射極耦合差分式放大電路的設(shè)計與測試。實驗要求學(xué)生在靜態(tài)工作點相同的條件下，比較電阻負載和恒流源負載這兩種射極耦合差分放大電路的異同點。本次教改之前，在規(guī)定的實驗教學(xué)時間內(nèi)，大多數(shù)學(xué)生只能完成一個電阻負載射極耦合差分式放大電路的電路搭接和數(shù)據(jù)測試。為了幫助學(xué)生能夠在規(guī)定的實驗時間內(nèi)完成兩個差分放大電路的測試與比較，在本次教改的實驗平臺上，給學(xué)生提供了差分放大的基礎(chǔ)電路，靜態(tài)工作點的設(shè)置與調(diào)節(jié)電路需要學(xué)生自己連接。在新設(shè)計的實驗平臺上，保證學(xué)生可以通過調(diào)節(jié)電位器，將兩個差分放大電路的靜態(tài)工作點調(diào)成一致，以保證在靜態(tài)工作點相同的前提下，比較兩個不同負載射極耦合差分放大電路的動態(tài)特性，幫助學(xué)生在實驗過程中真正理解恒流源負載射極耦合差分放大電路在性能上的提高。
2.3調(diào)整實驗項目的設(shè)置原則
本次教改的重點集中在電路器件的選擇上。在以往的實驗教學(xué)過程中，每個實驗項目的實驗器件都是老師設(shè)定好并準(zhǔn)備好的，每個實驗項目的實驗電路和實驗器件完全統(tǒng)一，學(xué)生只需要按照實驗教材上規(guī)定的實驗電路，用統(tǒng)一的實驗器件搭接實驗電路、測量實驗數(shù)據(jù)、驗證理論計算就能夠完成實驗。本次教改調(diào)整了實驗項目的設(shè)置原則:在保證實驗器件可以安全工作的前提下，盡量讓學(xué)生自己選擇實驗器件，全部實驗的器件一起交給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)廠家提供的器件手冊自己設(shè)置實驗電路的靜態(tài)工作點。這樣的實驗教學(xué)模式基本上能保證每組實驗，學(xué)生所選用的實驗器件不完全一致，在實驗的過程中培養(yǎng)學(xué)生使用生產(chǎn)廠家提供的器件手冊設(shè)計實際電路的能力。
2.4設(shè)計全新的實驗平臺
為保證在增加實驗內(nèi)容的前提下，不影響學(xué)生完成實驗的進度，本次教改設(shè)計了一個全新的實驗平臺。在新的實驗平臺上，給學(xué)生提供了一部分基礎(chǔ)電路，學(xué)生可以在基礎(chǔ)電路上進行擴展，設(shè)計自己的實驗電路。這樣既可以保證學(xué)生在規(guī)定的實驗時間內(nèi)完成必做的實驗內(nèi)容，同時還保證了實驗內(nèi)容的多樣性，解決了層次化教學(xué)管理這一難題。保證實踐能力相對較強的學(xué)生有更多的實驗條件，設(shè)計完成更多的實驗內(nèi)容;同時也保證實驗技能相對較弱的學(xué)生能在規(guī)定的實驗時間內(nèi)完成基本的實驗內(nèi)容，做到了既注重精英人才的培養(yǎng)，又照顧到多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，保護好每個學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生能夠在實驗過程中得到充分的鍛煉，為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎(chǔ)。為了能更好地貼近實際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，在本次教改設(shè)計的實驗平臺上，還增設(shè)了多項與實際應(yīng)用相結(jié)合的實驗項目，如稱重傳感器小信號的檢測與放大，室內(nèi)光強變化的檢測與控制，環(huán)境溫度變化的檢測與控制，障礙物的檢測與判斷等多種模擬傳感器檢測電路，讓學(xué)生在實驗室里就能直觀地體驗到所學(xué)到的模擬電子技術(shù)知識可以應(yīng)用到現(xiàn)實生活中去，以充分調(diào)動出學(xué)生設(shè)計實際電路的創(chuàng)作熱情。
2.5改革考核制度
為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)到的知識，本次教改還建立了一套全新的實驗考核制度，明確了每個實驗項目重點考核的實驗內(nèi)容，以及每個實驗項目的具體考核辦法。實驗考核內(nèi)容分為儀器使用、電路設(shè)計、搭接實驗電路、實驗數(shù)據(jù)測試、實驗數(shù)據(jù)分析等五個方面。細化到每個實驗項目，實驗考核的側(cè)重點有所不同。例如:實驗一重點考核學(xué)生學(xué)習(xí)使用電子儀器的能力;實驗二重點考核學(xué)生設(shè)計電路的實踐能力;實驗三重點考核學(xué)生實驗電路測試和數(shù)據(jù)分析能力;實驗四重點考核學(xué)生在面包板上搭接實驗電路的實踐操作能力;實驗五綜合考核學(xué)生在電路設(shè)計中的綜合實踐能力。通過對具體能力的考核打分方式，幫助學(xué)生清晰地認識到自己的不足，從而有針對性地學(xué)習(xí)，提高自己的薄弱環(huán)節(jié)，以幫助學(xué)生提高電路設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力。
3結(jié)束語