电子技术基础与技能第1章教案教学设计.docx

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电子技术基础与技能第1章教案教学设计

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

电子技术基础与技能绪论

课堂类型

讲授课

学时

授课时间

教学目的

1、电子技术的发展

2、电子技术基础与技能课程的研究对象及任务

3、电子技术基础与技能的学习方法。

教学重、难点

教学重点：

电子技术的发展及电子技术基础与技能课程的研究对象及任务

教学难点：

电子技术基础与技能的学习方法。

教学内容及步骤

备注

1.1电子技术的发展

电子技术是19世纪末、20世纪初开始发展起来的新兴技术，在20世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。

21世纪，在科学和技术高度发展的信息社会中，电子技术的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。

【电子管时代】1906年，美国发明家德福雷斯特等发明了第一代电子器件——电子管，电子管的出现被称为电子技术的开端，它推动了无线电电子学的发展。

【晶体管时代】1948年，肖克利等发明了第二代电子器件——晶体管，即半导体器件，晶体管的发明将电子学推向了一个新的阶段。

电子学在以后取得的许多成就，如集成电路、微处理器和微型计算机等，都是从晶体管发展而来的。

a）电子管b）晶体管c）集成电路

图0-1电子器件

【集成电路阶段】1958年，美国得克萨斯仪器公司宣布一种集成的振荡器问世，首次把晶体管、电阻和电容等集成在一块硅片上，构成了一个基本完整的单片式功能电路。

1961年，美国仙童公司宣布制成一种集成的触发器。

从此，集成电路获得了飞速的发展。

0.2电子技术基础与技能课程的研究对象及任务

本课程是中等职业学校电类专业的一门重要的专业技术基础课。

本课程的研究对象是模拟电子电路和数字电子电路中的基本元器件、基本电路、基本分析方法。

本课程的主要任务是使电类专业学生通过本课程的学习，掌握电子技术领域中基本理论、基本知识、基本电路和基本分析方法；掌握电类专业必备的基本技能，具备分析和解决生产生活中一般电子问题的能力，掌握一定的LED、开关电源等新技术及其最新发展概况。

结合实践教学环节，培养学生树立正确的学习目的，培养扎实、认真的科学态度和理论联系实际的良好工作作风，提高解决实际问题的能力，培养学生的创新精神，提高动手和用电技术的能力，增强实践经验，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。

0.3日常生活中涉及典型电子技术电路举例

在今后的学习中，我们将会了解电子电路在实际生活中的应用。

现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。

现在的世界，电子技术无处不在：

收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微型计算机、大规模生产的工业流水线、互联网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪中可都运用了电子技术。

0.4电子技术基础与技能的学习方法

从实践中来，到实践中去。

电子技术基础与技能是一门理论与实践联系非常紧密的学科。

通过动手操作，或进行套件装配来增强对电子技术感性认识，不仅可以培养动手能力，掌握操作技能，还可以检验，复习理论学习的知识，发现理论学习中的薄弱环节。

诺贝尔奖获得者——美国医学博士斯佩里提出了“左右脑分工”理论，他用实验证明了人的左右脑具有不同功能：

左脑是抽象思维的中枢，右脑是形象思维的中枢。

充分利用右脑是快速学习的一个好方式，它的形象性“图形”信息输入有利于记忆。

通过动手操作的实践活动，从感性上认识电子电路；通过一个个元器件、电路的有形认识，为理论学习打下基础。

动手操作过程是一个立体输入过程，使用了“全脑阅读”，即将各种元器件、电路板作为“图”，从右脑输入信息，全脑处理，大大提高了学习的速度和效率。

电子技术基础与技能的这种学习方法需要一定的器材，相应的测量仪表，检修工具和一些元器件。

测量仪表可以是万用表，检修工具是电烙铁、螺丝刀等，元器件可以准备一个坏的收音机，拆下其中的元器件，用来作为实验的元器件等等。

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

晶体二极管的特性、结构

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、晶体二极管的特性、结构与分类

2、晶体二极管的单向导电性

教学重、难点

教学重点：

晶体二极管的结构及符号。

教学难点：

二极管单向导电性测试。

教学内容及步骤

备注

第1章二极管及其应用

1.1晶体二极管的特性、结构与分类

1.1.1晶体二极管的结构及符号

【二极管的结构】二极管是由一个PN结构成的，从P区引出的电极为

二极管正极，N区引出的电极为二极管负极，用管壳封装起来即成二极

管。

点接触型二极管：

PN结面积很小，极间电容很小，适用于做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，也可用作小电流整流。

面接触型二极管：

PN结面积大，极间电容也大，适用于较大电流的整流，而不宜用于高频电路中。

a）点接触型b）面接触型

【电路符号与实物图】

课堂实验一二极管单向导电性测试

【实验目的】

（1）了解二极管的导电特性。

（2）会肉眼识别实物图的二极管正负极。

（3）会画电路原理图。

【实验内容】

（1）识别二极管正负极，靠近银色色环的一端为负极。

（2）按图所示连接电路，观察指示灯的变化情况，将观察的现象记入表

（3）在图1-7中填入二极管的符号，使灯亮。

表1-1实验数据表

项目

二极管状态

灯的状态

加正向电压

加反向电压

【实验结论】二极管具有外加正向电压导通，外加反向电压截止的导电特性，即二极管具有单向导电性。

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

晶体二极管的伏安特性

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、晶体二极管的伏安特性

2、晶体二极管的主要参数

3、其他特殊二极管

教学重、难点

教学重点：

晶体二极管的伏安特性、晶体二极管的主要参数。

教学难点：

晶体二极管的主要参数。

教学内容及步骤

备注

第1章二极管及其应用

1.1.2晶体二极管的伏安特性

二极管的伏安特性是指加在二极管两端的电压与流过二极管的电流之间的关系，由此得到的曲线，称为二极管的伏安特性曲线，

图1-9二极管伏安特性曲线

【正向特性】二极管正极接高电位，负极接低电位，称为二极管正偏。

二极管加正向电压时伏安特性分为正向死区和正向导通区。

【反向特性】二极管正极接低电位，负极接高电位，称为二极管反偏。

二极管加反偏电压时，伏安特性分为反向截止区和反向击穿区。

1.1.3晶体二极管的主要参数

（1）最大整流电流IFM：

最大整流电流IFM指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流，使用中电流超过此值，管子会因过热而永久损坏。

（2）最高反向工作电压URM：

二极管正常工作时允许承受的最高反向电压，一般为反向击穿电压UBR的一半左右。

（3）反向电流IRM：

指二极管未击穿时的反向电流，其值愈小，则二极管的单向导电性愈好。

（4）最高工作频率

：

最高工作频率指保证二极管正常工作的最高频率。

否则会使二极管失去单向导电性。

1.1.4其他特殊二极管

下面介绍一些具有特殊功能的二极管，详见表1-2。

表1-2特殊二极管

名称

实物图

电路符号

稳压二极管

变容二极管

光电二极管

发光二极管

【稳压二极管】稳压二极管是一种用特殊工艺制造的面接触硅材料二极管，它具有稳定电压的功能，在稳压设备和一些电子电路中经常使用，故把这种类型的二极管称为稳压管。

【变容二极管】变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛用于参量放大器，电子调谐及倍频器等微波电路中，变容二极管主要是通过结构设计及工艺等一系列途径来突出电容与电压的非线性关系，并提高

值以适用。

【光敏二极管】光敏二极管又称为光电二极管，其PN结工作在反向偏置状态。

目前使用最多的是硅（Si）光敏二极管。

它常作为光电传感元器件，能把接收到得光转变成电流。

【发光二极管】发光二极管（简称LED）是一种光发射元器件，当发光二极管的PN结加上正向电压时，会产生发光现象。

它是一种新型冷光源，具有功耗低、体积小、寿命长、工作可靠等特点，因此，常用来作为显示器。

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

技能训练一二极管的识别及检测

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、识别二极管正负引脚。

2、用万用表辅助判断二极管质量的好坏。

教学重、难点

教学重、难点：

二极管极性及质量好坏的判别方法。

教学内容及步骤

备注

1．二极管正负极引脚外观识别方法

二极管实物上两个引脚的正、负极性是通过二极管外形标记来表示的。

二极管外形标记有以下几种方法：

2．二极管实物引脚识别

通过外形标记识别以下各支二极管引脚的正、负极，将结果记入表1-3。

表1-3二极管识别表

型号

外形标记及识别

型号

外形标记及识别

2AP9

1N4148

2CW104

1N4007

2CZ11

3．二极管极性及质量好坏的判别方法

（1）万用表欧姆挡置于R×100或R×1K挡。

（2）测任意两脚间的电阻。

（3）交换红、黑表笔再测一次，如图1-17所示。

（4）测量的电阻值较小时（为正向电阻），黑表笔所接的是二极管的正极，红表笔所接的是负极。

（5）二极管质量判别见表1-4。

表1-4二极管好坏判别表

正向电阻

反向电阻

二极管质量

较小（几千欧以下）

较大（几百千欧以上）

好

已坏（短路）

∞

已坏（开路）

正向电阻与反向电阻接近

质量不佳

a）测正向电阻b）测反向电阻

图1-17二极管的测量

4.用万用表检测二极管质量的好坏与极性

检测以下5只不同型号的二极管，将检测结果记入表1-5中。

表1-5二极管检测表

型号

正向电阻

反向电阻

二极管质量

挡位

电阻值

挡位

电阻值

好

坏

2AP9

2CW104

2CZ11

1N4148

1N4007

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

整流电路作用及工作原理

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、整流电路作用及结构。

2、半波整流电路及元件选用。

教学重、难点

教学重点：

半波整流电路及元件选用。

教学难点：

用示波器观察半波整流波形。

教学内容及步骤

备注

1.2整流电路及应用

1.2.1整流电路作用及工作原理

电源变压器：

是将输入的交流220V或380V电压变换为所需的低压交流电；

整流电路：

是将低压交流电转换成脉动直流电；

滤波电路：

能减小电压的脉动，使输出电压平滑；

稳压电路：

能使输出的直流电压基本不受电网波动及负载变动的影响。

整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电转换成直流电的电路。

它在直流稳压电源中是不可缺少的一部分。

图1-19直流稳压电源组成框图

常见的几种整流电路有半波、桥式整流电路。

1.2.2半波整流电路及元件选用

【半波整流电路的结构】半波整流电路如图1-20所示。

它是最简单的一种整流电路，通过电源变压器T将初级的单相交流电压U1所需要的次级电压U2，VD是整流二极管元件，RL是负载电阻。

图1-20半波整流电路

课堂实验二半波整流电路测试

【实验材料】二极管（IN4001），色环电阻（1．5kΩ），面包板，变压器（220V/12V），示波器，导线等。

【实验原理】实验原理图如图1-20所示。

图1-21半波整流电路实验图

【实验内容】按图1-21所示电路连接，在

示波器上观察整流电路输出波形，记入表1-6。

表1-6实验数据表

项目

输入数据

输出数据

波形（描绘）

说一说通过实验数据你发现了什么？

（与同学相互讨论）

【实验结论】整流电路可将交流电转换成为脉动直流电。

【半波整流电路的工作原理】半波整流电路的工作原理如图1-22a）所示。

a）电路b）波形图

图1-22半波整流电路工作原理

【半波整流电路的基本参数】

综上分析，半波整流电路简单易行，所用二极管数量少。

半波整流电路的输出电压不到输入电压的一半，交流分量大，效率低。

因此，这种电路仅适用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合。

【半波整流电路二极管的选用】当整流电路的变压器二次电压有效值和负载电阻值确定后，电路对二极管参数的要求也就确定了。

一般应根据流过二极管电流和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号。

半波整流二极管应满足：

额定电压URM不低于

，额定电流IFM不低于负载电流I0。

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

整流电路作用及工作原理

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、整流电路作用及结构。

2、半波整流电路及元件选用。

教学重、难点

教学重点：

半波整流电路及元件选用。

教学难点：

用示波器观察半波整流波形。

教学内容及步骤

备注

1.2.3桥式整流电路及元件选用

为了克服半波整流电路的缺点，在实用电路中多采用全波整流电路，最常用的全波整流电路是桥式整流电路。

【桥式整流电路的结构】桥式整流电路如图1-23所示。

它是由变压器T，四个整流二极管VD1～VD4，以及负载RL组成，也常称为整流桥。

图1-23桥式整流电路

【桥式整流电路的工作原理】

（1）当输入信号为正半周时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，负载上有半波输出；

（2）当输入为负半周时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，负载上有半波输出；

在输入信号的一个周期内，负载上得到两个半波。

【桥式整流电路的基本参数】

综上分析，桥式整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器次级电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此，得到相当广泛的应用。

【桥式整流电路二极管的选用】桥式整流电路中整流二极管应满足：

额定电压URM不低于

，额定电流

不低于负载电流

。

【整流桥】将桥式整流电路的4个二极管制作在一起，封装成为一个元器件就称为整流桥。

在许多电源电路中都会使用整流桥来构成整流电路，如图1-25所示。

整流电路中采用整流桥后，电路的结构得到明显简化，电路中只需用一个元器件，即整流桥构成整流电路，而不是多只二极管构成整流电路。

因此，电路分析比较简单。

交流输入端，即“～”、“～”两端，正、反向电阻均为数百千欧。

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

技能训练二整流桥组成的应用电路的搭接与参数测试

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、会识别及检测色环电阻、电容、整流桥、变压器、稳压块等器件的质量好坏。

2、会搭接整流、滤波电路。

3、会通过示波器观察整流滤波波形。

教学重、难点

教学重点：

会搭接整流、滤波电路

教学难点：

会通过示波器观察整流滤波波形

教学内容及步骤

备注

【相关原理介绍】

1．电路功能

给常见5号电池4节充电。

其标准充电方法是：

用电池额定容量的1/10电流即145mA充电14～16h。

本充电器实测充电电流为170mA左右，充电时间约为12h。

2．电路原理图

电路原理如图1-29所示。

图1-29简单充电器电路原理图

电路中J1接电源变压器的初级输入～220V，J2接电池组盒子。

其中的U为硅整流桥。

【训练内容及步骤】

1．电路元器件的检测

（1）色环电阻器：

其标称电阻值，并用万用表测量其实际电阻值。

（2）电解电容：

其类型与引脚的排列，并用万用表检测其质量的好坏。

（3）瓷片电容：

用表检测其质量的好坏。

（4）变压器：

其质量的好坏。

（5）集成稳压器7812W7812集成电路的引脚功能

2．电路的制作与调试

（1）按原理图搭接电路，并进行焊接

（2）用示波器接J1,J2端，同时在屏幕上显示输入输出波形。

（3）观察波形，记录峰-峰值，频率等参数，填入表1-10中。

【实训结果】

将测量数据记入表1-9中

表1-9实训数据表

项目

输入端数据

输出端数据

整流桥波形（描绘）

电压峰-峰值/V

频率/HZ

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

电容滤波电路及输出电压的估算

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、电容滤波电路结构

2、电容滤波电路工作原理

教学重、难点

教学重点：

电容滤波电路结构

教学难点：

电容滤波电路工作原理

教学内容及步骤

备注

1.3滤波电路类型及应用

在大多数电子设备中，整流电路后都需要加滤波电路，以减小整流电压的脉动程度，满足稳压电路的要求。

把脉动直流变成波形平滑直流的电路，即是滤波电路。

常见的滤波电路有：

电容滤波电路、电感滤波电路、复式滤波电路。

1.3.1电容滤波电路及输出电压的估算

电容滤波电路工作时，主要是用到了电容器的隔直通交特性和储能特性。

当单向脉动直流电压处于高峰值时电容就充电，而当处于低峰值电压时就放电，这样就把高峰值电压存储起来到低峰值电压处再释放。

把高低不平的单向脉动性直流电压转换成比较平滑的直流电压。

【电容滤波电路结构】电容滤波电路是在负载的两端并联一个电容器C，如图1-33所示。

图1-33电容滤波电路

【电容滤波电路工作原理】其工作原理如图1-34所示。

图1-34电容滤波电路工作原理

（1）当u2为正半周并且数值大于电容两端电压

时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。

当uC>u2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL放电，uC按指数规律缓慢下降。

（2）当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C对RL放电，uC按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。

【输出电压的估算】

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

电感滤波电路

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、电感滤波电路结构

2、电感滤波电路工作原理

教学重、难点

教学重、难点：

电感滤波电路工作原理

教学内容及步骤

备注

1.3.2电感滤波电路

当一些电气设备需要脉动较小、输出电流较大的直流电源时，若采用电容滤波电路，则电容器的电容量必须很大，因此对二极管的冲击电流很大，这就使得选择二极管和电容器很困难，在此情况下，往往采用电感滤波电路。

电感滤波电路工作时，是因为电感器的通直阻交特性和储能特性。

电感器是把单向脉动性直流电压分解出来的交流电压部分进行阻碍。

【电感滤波电路结构】电感滤波电路是负载与电感器串联。

如图1-35所示。

图1-35电感滤波电路

【电感滤波电路工作原理】其工作原理如图1-36所示。

图1-36电感滤波电路波形图

对于直流成分，由于电感L的电阻一般远小于负载RL，所以它几乎全部落在RL上；对于交流分量，由于电感L呈现感抗为XL＝2πfL，只要L足够大，使XL>>RL时，电感L对交流分量的分压结果，使交流分量几乎全部落在电感L上，而负载RL上的交流压降很小。

电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。

L愈大，滤波效果愈好。

另外，由于滤波电感电动势的作用，可以使二极管的导通角接近π，减小了电流冲击，平滑了流过二极管的电流，从而延长了整流二极管的寿命。

【输出电压的估算】桥式整流电容滤波输出端空载时

1.3.3复式滤波电路

把电容接在负载并联支路，把电感或电阻接在串联支路，可以组成复式滤波器。

复式滤波电路有LC滤波电路、π型RC滤波电路、π型LC滤波电路等，如图1-37所示。

a）LC滤波电路b）

型LC滤波电路c）

型RC滤波电路

图1-37复式滤波电路

各种滤波电路性能的比较详见表1-11。

表1-11各种滤波电路性能的比较表

项目

电容滤波

电感滤波

LC滤波

LC或RC

型滤波

滤波效果

较好（小电流时）

较差（小电流时）

较好

UO/U2

1．2

0．9

1．2

适用场合

小电流负载

大电流负载

适应性较强

小电流负载

第一章教案

授课班级

课程名称

电子技术基础与技能

教学内容

技能训练三制作整流、滤波电路

课堂类型

学时

授课时间

教学目的

1、会识别及检测色环电阻、电容、整流桥、变压器、稳压管等器件的好坏。

2、会制作整流、滤波电路。

3、会用万用表和示波器测量相关电量参数和波形。

教学重、难点

教学重难点：

会用万用表和示波器测量相关电量参数和波形。

教学内容及步骤

备注

【相关原理介绍】

1．电路作用

将交流电变为较平滑的直流电。

2.电路原理