二极管的基本工作原理精选(九篇)

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第1篇：二极管的基本工作原理范文

二极管在电子工艺中被广泛应用,它是推进现代电子技术进步的重要因素。下面将给大家详细介绍二极管在电路中的几种应用还有其相关的故障处理,从而让大家更加了解二极管的特性,排除生活中可能出现的二极管故障。该文详细地叙述了二极管的7种应用电路及其相应的故障处理。每一种电路都是在叙述了工作原理的基础上,给了简单可行的故障检测方法和相应的故障处理方案。

关键词:

二极管;应用电路;故障处理

1二极管整流电路及故障处理

利用二极管的正向导通、反向截止的特性,可以实现电路的整流。二极管构成的简易整流电路如图1所示。(l)故障检侧方法。观察输出波形,若最后输出波形与整流前波形基本保持不变,则说明二极管存在短路现象,未能完成整流作用。若最后无法得到输出波形,则说明二极管存在断路现象,导致最后电路开路,未能完成整流作用。(2)电路故障分析。二极管整流电路属于电路中比较常见的整流方式,在半波整流电路中,可能会出现二极管被击穿的现象。利用万用表的欧姆档侧量二极管的电阻值,在得到一组数据后,交换万用表笔与二极管接触的电极,进行再次侧量,若两次所得数据相近且阻值很小,则说明二极管存在被击穿的可能,需要及时更换,以保障电路顺利工作,若阻值相差比较大,则说明二极管处于正常工作状态。

2二极管简易稳压电路及故障处理

硅二极管正向导通后,其管压降保持在0.7V左右。在低压稳压电路中,可根据电路输出电压的要求,选用n只二极管串联使用。如图2所示就是由二极管构成的简易直流稳压电路。(l)故障检侧方法。通过侧量二极管两端的直流电压,来判断3只二极管是否正常工作。(2)电路故障分析。如果图中A点的直流电压呱高于.2IV,则说明电路中某只二极管损坏,存在开路故障。如果A点的电压VA小于2.IV,说明某只二极管存在短路故障。每降低一个0.7V,意味着有一只二极管短路。

3二极管温度补偿电路及故障处理

PN结的压降与温度有关。图3中VTI的集电极电流lc会随温度的升高而增大,VDI的管压降会随着温度升高而下降,从而形成了反馈,使三极管VTI的集电极电流lc维持不变,所以VDI在电路中实现了温度补偿的作用。

(1)故障检侧方法

利用万用表的欧姆档侧量二极管VDI正向电阻和反向电阻大小的方法。若两次所得数据相近且阻值很小,则说明二极管存在被击穿的可能,需要及时更换,以保障电路顺利工作,若阻值相差较大,则说明二极管能够正常工作。

(2)电路故障分析

除了直接侧量二极管正向和反向电阻大小之外,还可以观侧其他数据,排查电路故障。如果VTI管基极直流偏置电压下降了0•7V,说明VDI可能存在击穿故障,使三极管VTI的基极电流减小,电路容易进入截止状态。

4二极管构成的控制电路及故障处理

二极管导通之后,它的电阻值的大小与电流大小有关系。正向电流越大,正向电阻就越小;正向电流越小,正向电阻越大。利用二极管的这种特性,可以构成许多自动控制电路。图4是录音电路中的自动控制电路。当录音信号比较小时,经A、B两个集成模块后,输出电压U胶小,Ul小于二极管VDI的导通电压,所以二极管VDI不工作,录音放大器输出的信号没有被衰减。当录音信号较大时,经A、B两个集成模块后,输出电压Ul较大,使二极管VDI导通。录音信号越大,Ul就越大,通过、DI的电流就增大,从而使、DI的内阻越小。录音放大器A输出的一部分录音信号通过电容CI和二极管VDI被分流到地端,实现了对大录音信号的衰减作用。

(1)故障检侧方法

需要采用替代法进行检侧,即通过观侧录音结果来检侧控制电路是否正常运行。

(2)电路故障分析

如果录音信号很大时,声音出现了一会儿大一会儿小的起伏状失真,当录音信号很小时,能够正常录音,则说明二极管VDI存在开路故障,使得电路不具有控制作用。如果录音时,录音声音很小,则说明二极管VDI可能被击穿,使得录音信号被二极管VDI分流到地了,因此电路也不具有控制作用。

5二极管限幅电路及故障处理

在限幅电路中,当信号幅度超过限定值时,限幅电路使输出信号维持在限定值;当信号幅度没有达到限定值时,限幅电路不会工作。集成电路AI的①脚通过电阻RI与三极管VTI的基极相连,如果AI的①脚输出的电压低于2.IV,二极管VDI、VDZ和VD3没有导通,信号没有衰减。如果AI的①脚输出的电压高于2.IV,二极管VDI、VDZ和VD3导通,信号维持在2.IV,起到了限幅的作用。集成电路AI的②脚工作原理一样。(1)故障检侧方法。采用万用表欧姆档侧量二极管正向电阻和反向电阻大小的方法。若两次侧量数据相近且阻值很小,则说明二极管存在被击穿。

6二极管构成的开关电路及故障处理

当51闭合时,二极管处于导通状态,这样CZ接入电路,LI与CI、CZ构成LC并联谐振电路;当51断开时,二极管处于截止状态,LI与CI并联构成LC并联谐振电路。51的通断使得LC并联谐振电路中的电容值不同,导致LC并联谐振电路的谐振频率不同。

(1)故障检侧

利用万用表侧量二极管VDI两端电压降的方法。VDI两端电压降正常在0.7V左右,如果侧量值很小,说明VDI短路;如果侧量值远大于0.7V,说明VDI开路。

(2)故障分析

如果这一电路中开关二极管VDI开路或短路,振荡频率将成为定值,与CZ无关,起不到调节振荡频率的作用。因此针对可能出现的故障,要及时对二极管进行检侧然后更换,以保障开关电路正常工作。

7二极管构成的保护电路及故障处理

由于继电器内部存在线圈的结构,所以在断电时,线圈会产生电压很大的反向电动势,从而对继电器造成损坏。在正常通电情况下,直流电压+V使二极管VDI处于反向截止状态,二极管不工作;当电路突然断电时,继电器JI两端产生了下正上负的反向电动势,这一反向电动势使二极管VDI正向导通,继电器JI两端的压降瞬间变为二极管导通后的管压降,从而起到了保护继电器的作用。

(1)故障检侧

由于二极管两端并联着继电器,继电器线圈的直流电阻很小,因此不能利用侧量电压降的方法来判断二极管质量的好坏。需要采用替代二极管的方法来检查电路是否正常运行。

(2)故障分析

当二极管VDI开路时,没有起到保护继电器的作用;当二极管VD,短路时,相当于继电器短路,继电器不能正常工作。从上述内容的介绍与分析,我们可以看出二极管在电路中具有极为广泛的应用,文中只是着重介绍了7种较为常见的应用电路及其相应的故障处理。熟悉这些电路的工作原理,掌握其故障检侧和解决方案,对我们更好地使用二极管具有重要意义。

参考文献：

[1]陈大钦.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2]敬树贤.稳压二极管的工作原理及应用[J].电子职校电子报,2010(4):1一3.

[3]白铭涛.巧用二极管温度特性构建温度补偿电踢J].科技资讯,2007(28):87一88.

第2篇：二极管的基本工作原理范文

【关键词】中职学校 模拟电子技术 教学方法

0引言

随着社会经济和电子技术的发展，社会对电子技术工人的要求越来越高，中职学校作为培养电子技术工人的重要渠道，《模拟电子技术》则是电子技术应用专业的一门重要的基础课程。然而现在中职学校对《模拟电子技术》的教学方式参差不齐，没有针对性，而现在的中职学生具有基础薄弱、好奇心强等特点，现有的教学方法已经不适应学生的培养要求，为了使中职学生能够更好更快地掌握《模拟电子技术》的基础知识，课程教学的方法必须改进，以使其适应社会发展的要求。

1中职学校电子技术应用专业学生的现状

电子产业的快速发展，需要大量电子技术人才，同时，国家大力支持和发展中职教育，这使学习电子技术应用专业的学生越来越多。然而中职学生普遍是高中以下学历的学生，他们的知识结构单一，普遍表现为文化知识基础差、自我约束能力不强、领悟能力和学习动力不足，在此背景下，电子技术专业的学生在学习《模拟电子技术》课程时，对分析电路的工作原理以及推导计算不能熟练掌握，理论知识运用不灵活，应用不到实际。但中职学生好奇心强，比较喜欢动手，对新鲜事物感兴趣，因此，在专业教学上，可充分利用其好奇心强的特点，有针对性地开展教学工作，多开展实践课程，在实践课程上结合理论教学。

2中职学校《模拟电子技术》的教学现状

《模拟电子技术》是中职学校电子技术应用专业的一个专业基础课程，具有很强的理论性和实践性，它的教学任务是让学生获得电子技术应用专业的基本理论知识和基本技能。《模拟电子技术》课程要求在介绍一些常用半导体器的基础上，研究基本电路的概念、工作原理，然而目前中职学校《模拟电子技术》课程的理论课和实践课普遍还是用传统的模式教学，理论课与实践课单独设课，理论教师和实践教师也常常不同，因此导致理论教学与实践教学脱节。大部分理论老师都是纸上谈兵，缺乏实践实验；而实践教师在学生实践操作前也不注重复述与实践内容相关的理论知识，这导致理论与实践衔接不上，达不到教学效果。

3教学方法探索与改进

3.1对课本内容予以调整，精练教学内容

《模拟电子技术》的理论内容繁多，学生在学习过程中倍感困难，因此教师有必要在不打破理论知识系统的前提下精选理论教学内容，对有关联的知识点进行重组，尽量删除繁琐的理论推导及长篇大论的理论分析。中职教育旨在培养应用型和技能型人才，所以中职学生在学习《模拟电子技术》理论课程时只要求学生知道半导体元器件的电路符号、作用、特性，掌握基本的电路图，懂得分析电路图的工作原理即可。例如，在进行半导体二极管的教学时，先整合与二极管相关的知识点，在学习了二极管的结构、电路符号、作用及伏安特性后，马上进入与二极管实际应用相关联的“二极管的单相整流电路”的学习，而对于二极管内部的PN结形成过程的微观内容则可略讲或不讲。

3.2灵活运用理论与实践一体化教学

为了避免理论与实践脱节，提倡采用理论与实践一体化的方法教学，将理论内容与实践内容融合在一起。这要求授课教师是既能进行理论教学又能指导学生实践的“双师型”教师。例如在学习三极管的三种工作状态时，理论知识抽象难懂，如果单纯理论讲解，对于中职学生来说是非常复杂和难以接受的。如教师运用理论与实践一体化的方法教学，一边讲理论一边让学生装焊三个分别可以实现三极管的截止状态、饱和状态和放大状态的电路（教师预先设定好能分别实现三种工作状态的基极电阻和集电极电阻的阻值），然后接上电源，用万用表分别测量三极管的集电极、基极和发射极的工作电压，学生把测量数据记录下来，然后教师与学生一起分析比较数据，结合理论知识，总结出结论，学生很容易就会明白三极管工作于截止状态、饱和状态和放大状态的条件。这种教学方法，可最大程度激发学生的学习积极性，同时可有效提高教学质量，使教学内容更具有针对性，从而提高学生的分析能力和技能。

3.3开展小组互助式讨论教学

中职学生在学习《模拟电子技术》课程时，最困难的是分析电路图的工作原理。教师可以采用小组互助式讨论进行教学，以四个学生为一个小组，选一个学习能力、理解能力和分析能力较好的学生为小组长。在教学过程中，教师把握好课堂的教学方向，先提出问题，让学生思考，鼓励学生在讨论时大胆提出自己的疑问，与组员相互探讨，教师在学生交流后做出补充与总结。例如在OTL功放电路的教学中，教师把电路图板书在黑板上，让小组长和小组成员面对面的讨论与分析电路的组成、元器件的作用及工作原理，然后教师把学生的疑问作出解答。在学生的交流与讨论的过程中，学生对电路图的组成、元器件的作用及工作原理都进行了思考，既锻炼了口头分析电路原理的能力，也解决了疑难问题。

4总结

社会对电子技术应用专业学生的要求越来越高，而电子技术应用专业的基础课程《模拟电子技术》内容繁多、理论抽象、实践性强，教学质量直接影响着学生学习的效果，更是影响着培养出来的学生的质量。对课程内容予以适当调整，精炼教学内容，使课程内容紧跟电子技术发展和社会需求；运用理论实践一体化教学方式，使理论与实践有机结合，使学生灵活掌握知识，学有所用；开展小组互助式讨论教学，便于学生理解，提高学生的积极性和兴趣。在多种教学方式相结合的情况下，在不断的教学革新中，教学质量才能得以提高，才能培养出更优秀的学生。

【参考文献】

[1]李昆.电子技术基础（上册）[M].广东：广东高等教育出版社，2010.

第3篇：二极管的基本工作原理范文

【关键词】光电探测器 光电转换 放大电路 PIN

1引言

随着光纤通信的快速发展，光纤测试设备（光功率计，光时域反射仪，光纤故障诊断仪，光衰减器等）的需求也在逐渐增长[1]。这些仪器设备是光纤通信系统在日常维护中是必不可少的。这些仪器设备内部都需要用到光电探测器电路，光电探测器及其设计优良的检测电路对于测量仪器性能来说尤为重要。

2光电探测器的应用分析

光电感应器件又称光电探测器。光探测器就是把光脉冲信号转换成为电信号。光探测器通过感受入射于其上的功率变化，并把这种光脉冲功率的变化转换成为相应变化的电流信号[2]。目前常用的半导体光探测器主要有具有本征层的光电二极管（PIN）、雪崩光电二极管（APD）、光电晶体管等，其中前两种应用最为广泛。其中PIN光电二极管是在P-N结光电二极管的基础上，为了得到高速响应，通过减小二极管的PN结电容，并在大量掺入杂质的P型和N型硅片层之间插入高阻抗的本征半导体材料层，从而提高了灵敏度和响应速度，其性能指标均超过P-N结光电二极管，得到了广泛使用；雪崩光电二极管APD，在同样负载条件下，具有高灵敏度，虽然具有内增益可大大降低对前置放大器的要求，但却需要上百伏的工作电压；另外，其性能与入射光功率有关，通常当入射光功率在1nW至几W时，倍增电流与入射光具有较好的线性关系，但当入射光功率过大，倍增系数M反而会降低，从而引起光电流的畸变。测量表明，只有当入射光功率小于10-5W时，光电流二次畸变才小于-60dB。并且，其特性随环境温度的变化而变化。因此，PIN光电二极管可作为光功率和光纤故障诊断仪的光电转换器。

3光电探测器的选择

目前在光通信上被广泛采用光波长为1310nm与1550nm，InGaAs型的PIN光电二极管更适合于此类波长。以武汉昱升光器件有限公司的YSPD728-G6型号光电二极管为例。该二极管是具有波长范围800-1700nm ，FC/ST/SC三种适配器可更换，响应度大于0.85A/W等特点的插拔式同轴探测器，具有响应度高、暗电流小、线性度高、稳定度高、FC/ST/SC三种适配器可更换等特点，这些特点在设计光功率计及光纤故障检测仪中带来很大的方便。

4 光电探测器放大电路设计

通过对光电探测器电路设计的测试，其电路增益达到100倍以上，电路带宽50MHz，探测器灵敏度高，能探测到微弱的光信号，如光时域反射仪需要探测的背向瑞利散射光信号，其性能参数基本达到光功率计及光时域反射仪等光纤测量仪器的设计需求，具有一定应用价值。

参考文献：

[1]张明德.光纤通信原理与系统[M].南京：东南大学出版社 2003.9.

[2]微弱激光功率计研究[D].河北工业大学.2007

第4篇：二极管的基本工作原理范文

20世纪70年代以来,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破，推动了以光纤传感、光纤传输、光盘信息存储与显示、光计算以及光信息处理等技术的蓬勃发展，从深度和广度上促进了光学和电子学及其他相应学科(数学、物理、材料等)之间的相互渗透，形成了一个边缘的研究领域。光电子学一经出现就引起了人们的广泛关注，反过来又进一步促进了光电子学及光电子技术的发展。光电子技术包括光的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测以及光信息存储和处理等。因此，可以这么说，现代信息技术的支撑学科是微电子学和光学，光电子学则是由电子学和光学交叉形成的新兴学科，对信息技术的发展起着至关重要的作用。光电子技术是光频段的电子技术，是电子技术与光学技术相结合的产物，光电子技术是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科，其技术广泛应用于光电探测、光通信、光存储、光显示、光处理等高新技术光电信息产业。同时，随着生物医学、生命科学等新兴学科的发展，其中的信息获取手段对光电子技术的依赖程度越来越高，加快了这些学科之间的交叉融合，从而诞生了很多边缘学科，比如生物光子学、光医学等。综上所述，可见光电子技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光电子技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

电子信息工程专业的光电子技术课程的基础理论知识包括：光度学基本知识、光辐射传播、光束调制与解调、光辐射探测技术等。其中，光度学基本知识是最基础的内容，包括：电磁波波谱、辐射度学、光度学、热辐射基本定律、激光原理、典型激光器等。光辐射传播包括：光辐射的电磁理论、光波在大气中的传播规律与特性、光波在电光晶体中的传播规律与特性、光波在声光晶体中的传播规律与特性、光波在磁光晶体中的传播规律与特性、光波在光纤波导中的传播规律与特性、光波在水中的传播特性、光波在非线性介质中的传播等。光度学基本知识和光辐射传播这两个基础内容可以说是光电子技术课程基础中的基础，而对于电子信息工程专业的学生来说，这些知识点比较抽象，为了便于该专业学生对光电知识的接受和激发他们的兴趣，因此，在课堂上有必要多花时间重点讲解这部分的知识点，同时在制作PPT教案时尽可能使用图片或动画描述一些原理性的知识。

比如：在讲解激光是如何产生的时候，可制作动画描述自发辐射、受激吸收、受激辐射的原理；在讲解激光器的结构和工作原理时，可制作多色图片对激光在各种光学谐振腔中的受激放大过程进行描述；在介绍各种典型的激光器时，最好收集到它们的实物照片进行讲解；在讲解光波在各种光学晶体中的传播特性与规律时，最好能制作三维立体的图片描述光学晶体的各向异性的特性，相应的公式表达尽量简洁化，然后结合动画描述光波在其中传播时所发生的变化。光束的调制、扫描和解调技术的理论教学内容包括：光束调制的基本原理、电光调制技术、声光调制技术、磁光调制技术、直接调制技术、光束机械扫描技术、光束电光扫描技术、光束声光扫描技术、空间光调制器等。这些知识点的理论基础都是“光辐射在光学晶体中的传播规律和特性”。其中光束调制的基本原理移植了微电子学中微波调制中的很多概念，电子信息工程专业的学生易于理解，但是光束调制和扫描的实现技术中，除了需要使用各种光学晶体以外，还需要使用半波片、全波片、起偏器、检偏器共同组成一个系统完成光束的调制和扫描。这些光学器件对于没有光学工程基础的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，因此，在讲解过程中应该通过动画或图片等手段形象地描绘线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等基本光学概念，并借用相关的光学参考资料对这些光学器件的功能和原理进行简单介绍。

只有这样，才有利于电子信息工程专业的学生深刻理解光束的调制、扫描、解调等技术。光辐射探测技术的理论教学内容主要包括：光电探测的物理效应、光电探测器的性能参数、光电探测器的噪声、光电导探测器—光敏电阻、PN结光伏探测器的工作模式、硅光探测器、光电二极管、光热探测器、直接光电探测系统、光频外差探测的基本原理等。由于电子信息工程专业的学生已经具备了较好的半导体器件理论基础知识，而光电子器件本身也属于半导体器件，因此学生只要掌握了爱因斯坦的光电效应原理，就很容易理解各种光电子器件的工作原理、性能特点及应用领域。该部分所介绍的各种光电半导体器件很可能会在学生将来从事信息产业技术的相关工作中用到，也可能会在将来某些学生跨到光电信息或光学工程相关专业进一步深造时从事相关科研课题研究时用到，比如：PN结光伏探测器、光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，都会经常用到。因此，建议在理论教学过程中，除了结合图片等多媒体教学手段介绍相关光电子器件的工作原理外，最好能够给学生展示光电子器件的实物，以便给学生一些感官认识。电子信息工程专业光电子技术课程的系统方面的知识点包括：光电成像系统、光电显示系统等。

其中，光电成像系统的基本器件是电荷耦合摄像器件(CCD)，CMOS摄像器件和电荷注入器件(CID)。目前，CCD摄像器件的应用最为成熟和广泛，主要包括线阵CCD和面阵CCD等，其原理基础仍然是光电半导体器件和两相或三相电极电路的结合。因此，教学中应结合脉冲数字电路知识重点讲解CCD的原理和特点。光电成像系统的内容包括：系统基本结构、基本参数、红外成像系统、红外成像中的信号处理及综合特性等。其中红外成像系统涉及很多应用光学方面的知识，这对没有应用光学基础知识的电子信息工程专业的学生来说比较陌生，而且属于光学工程专业学生的研究方向之一，因此，这部分内容简单介绍即可。而红外成像中的信号处理都涉及电子电路方面的知识，属于电子信息工程专业的范畴，这部分内容可以重点讲解。光电显示系统包括阴极射线管原理、液晶显示原理、等离子体显示原理、电致发光显示原理及多色激光显示原理等，其中前三类显示技术的应用已很广泛和成熟，可以重点讲解，而后两类显示技术比较前沿，可以简单介绍，以便让电子信息工程专业的学生了解当今光电显示技术的发展趋势。电子信息工程专业光电子技术课程应用方面的内容包括：光纤通信、激光雷达、激光制导、红外遥感、红外跟踪制导、光纤传感技术等。这些应用技术可以分别举一个相应的实际应用系统进行介绍，让学生体会到光电子技术的重要性和广泛性，激发他们对这门技术的兴趣。#p#分页标题#e#

对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业已有很多属于本专业的实验课程及课程设计，笔者认为光电子技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。在该课程中，各种光电子器件和原理、功能及应用最易于电子信息工程专业的学生理解，而且也是电子信息工程师应该具备的基本知识，因此，笔者建议开设一些光电子器件的相关实验课。由于光电子技术课程的总学时设置为48学时，所以建议理论教学为40学时，8学时为实验教学(共4个实验)。

第5篇：二极管的基本工作原理范文

Abstract: Semiconductor diode plays an important role in many circuits.

关键词:半导体器;二极管的类型;单向导电性;发光二极管

Key words: semiconductor device;diode type;one-way conductivity;light-emitting diode

中图分类号:TM2 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)10-0116-01

0引言

几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多电路中起着重要作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

1二极管的工作原理

晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的P-N结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场,当不存在外加电压时,由于P-N结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时,P-N结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。

2二极管的类型

二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管),根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管,点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。

3二极管的导电特性

二极管最重要的特性就是单方向导电性,在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。①正向特性。在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱,只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能直正导通,导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。②反向特性。在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。

4二极管的主要参数

用来表示二极管性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管参数,不同类型的二极管有不同特性参数。对初学者而言,须了解以下主要参数:①额定正向工作电流。是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为140左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏,所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。②最高反向工作电压。加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值。③反向电流。反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10,反向电流增大一倍。

5测试二极管的好坏

初学者在业余条件下可以使用万用表测试二极管性能的好坏.测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的RX1K档位(注意不要使用RX1档,以免电流过大烧坏二极管),再将红、黑两根表笔短路,进行欧姆调零。①正向特性测试。把万用表的黑表笔(表内正极)搭触二极管的正极,红表笔(表内负极)搭触二极管的负极,若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间,这时的阻值就是二极管的正向电阻,一般正向电阻越小越好,若正向电阻为0值,说明管芯短路损坏,若正向电阻接近无穷大值,说明管芯断路,短路和断路的管子都不能使用。②反向特性测试。把万且表的红表笔搭触二极管的正极,黑表笔搭触二极管的负极,若表针指在无穷大值或接近无穷大值,管子就是合格的。

6二极管的应用

①整流二极管。利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。②开关元件。二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关,利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。③限幅元件。二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V),利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。④继流二极管。在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。⑤检波二极管。在收音机中起检波作用。⑥变容二极管。使用于电视机的高频头中。⑦发光二极管。发光二极管在日常生活电器中无处不在,它能够发光,有红色、绿色和黄色等,有直径3mm、5mm和2×5mm长方型的。与普通二极管一样,发光二极管也是由半导体材料制成的,也具有单向导电的性质,即只有接对极性才能发光。总之,在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

参考文献:

[1]胡宴如.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2000.

第6篇：二极管的基本工作原理范文

关键词：电子控制技术；三极管；教学策略；教学建议

自浙江省在新高考方案中，将技术学科作为选考科目之一以来，该科目就更受到方方面面的重视。但同时，作为通用技术学科选考内容的苏教版《电子控制技术》，无论对于教师的教还是学生的学，都有很大的困难，尤其是《电子控制技术》中核心内容之一的三极管的原理与应用，更是一块难啃的骨头。

《电子控制技术》教材的编写比较追求体系完整，重视设计思想的构建，强调控制过程的实现，但在介绍三极管的原理与应用时，并非站在零起点的基础上，而三极管的工作过程非常复杂，即使是专业的电子技术工作者，想透彻理解其原理与工作过程，也并非易事。对没有电子基础的高中学生来说，基本理解三极管的工作原理，并学会基础应用，也需要一段时间的摸索和积累。通用技术教师如何高效地实施教学乃至应对新高考，需要对症下药的策略和方法，为此本文提出在“三极管原理与应用”教学及应考中，应采用“纲举目张 层层推进”的策略，抓住主要环节， 带动次要环节，具体地来说，就是以下五点教学应对。

一、站高望远 整体把握

课堂教学中的铺垫，是教师有意识地为学生学习后续内容提供准备，使之形成合理认知结构的一种教学艺术。在学习“设计中的人机关系”时，教师需要先让学生了解技术的价值――满足人的需求，知道技术与设计的关系――两者相互促进，相互依存。三极管的学习也需要这样的铺垫和整体上的把握。三极管在电子控制技术的发展中具有非常重要的历史地位和作用，了解三极管的发明历程和应用范围，对学生学习动机的形成具有决定性的作用。从1883年爱迪生发现热电子效应，到1904年弗莱明发明电子二极管，再到1906 年美国德弗雷斯发明电子三极管，树立电子技术发展史上的里程碑――三极管的发明故事充满乐趣，教师对故事的生动演绎，能充分激发学生的学习兴趣，并感受到学习的重要性和必要性。

教师应该帮助学生理清半导体、晶体管、门电路、集成电路等之间的逻辑关系，让学生明白三极管在电子控制技术中扮演的“身份”，这样才能居高临下，把握全局，明确学习目的，提高学习效率。比如，用结构图来说明电子控制系统的组成逻辑关系（如图1），用表格来体现电子器件的各阶段的发展、联系和区别（如表1）。

二、重功能应用 轻结构原理

三极管并不是两个二极管的简单组合，它的结构和原理都比较复杂。在实际生产中，三极管的两个PN结在排列上有不同的结构工艺，主要分为平面管和合金管两种，它们有几个共同的特点[1]：

（1）基区做得很薄，发射结的面积较小，集电结的面积要比发射结大；

（2）发射区的多数载流子（对NPN三极管而言是自由电子）浓度大于集电区，且远远大于基区的多数载流子（空穴）；

（3）栏窨刂圃又屎量。

这些重要的特点都是在三极管生产时人为规划和控制的，要理解这些结构布局和人为规划的目的，需要深入理解其宏观的工作过程和微观的工作原理，并对加工工艺有详尽的了解，显然以高中学生的知识储备，要掌握理解这些知识，难度非常之大。

与之类似的是信息技术中“算法与程序设计”的学习，教师并不要求高中学生深刻理解程序在计算机内部的运作过程和机理，而只需掌握程序的结构和功能，知道在输入明确的前提下，会产生怎么样的输出结果。三极管的学习也可以借鉴这种“黑箱”方法，学生只需理解：源于三极管的特殊结构和工艺，它在功能上发生了质的飞跃；三极管的三个区、两个PN结相互联系、相互作用、相互影响，组成了一个具有特定功能的有机整体；三极管具有“信号放大”的功能，这是二极管所不具备的，它的特殊结构是其具有特殊功能的内因。

为方便理解，教师可以用水流来比喻电流，用粗、细两根水管和闸门组成的结构简易说明三极管的工作原理，如图2所示。

粗的管子内装有闸门，这个闸门由细的管子中的水流量控制开启的程度。如果细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭，此时处于截止状态。注入细管子中的水流量越大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控大，以弱控强”的基本原理，此时处于放大状态。当粗管内的闸门开到最大时，水流量就保持恒定，与细管的水流量变化无关，此时相当于处于饱和状态。

学生掌握三极管的工作条件以及相对应的三种工作状态，能够分析最基本的三极管控制电路，从而体会到，正是这三种工作状态在电子电路中的丰富应用，使三极管成为电子控制技术发展历史上具有里程碑意义的元器件。

三、依据标准 有的放矢

三极管的功能和应用是苏教版《电子控制技术》教学的重点，也是难点之一，考试标准中规定的内容和要求如表2所示。

在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态。从考试标准和历次的考试试题中可以得到，电子控制技术的选考更注重三极管的开关特性在数字电路中的应用，如2016年10月技术选考的第12题。

如图3所示是某电动玩具的电路图，下列对该电路的分析中不正确的是（ ）

A.三极管V1在电路中起开关的作用

B.电机M工作时，三极管V1的集电结和发射结都处于正向偏置状态

C.二极管V2主要用于保护三极管V1

D.R2换用阻值小一点的电阻，更容易触发电机M启动

该玩具在使用过程中，光敏电阻上的压降随着光照强度变化，会让三极管处于截止、放大导通和饱和导通三种状态。因为三极管集电极连接了继电器，当集电极电流达到继电器吸合电流后，继电器转换工作状态，常开触点闭合，马达转动，此时电动玩具获得动力，相当于接通了开关。当集电极电流减小到继电器释放电流（小于吸合电流）后，马达停止转动，电动玩具失去动力，相当于开关断开。为保持系统可靠性，设计人员在元器件选择时，会让三极管达到饱和状态时的集电极电流大于继电器的吸合电流，因此从该系统的外部功能判断，三极管在该电路中仅起到开关的作用。

选考试题同样注重多用电表的使用，其中三极管的好坏判断也是电子控制技术教学的难点，教师要根据现有的实验装备条件，安排合理的动手实践项目，帮助学生理清判断思路。三极管是由两个PN结组成的电子器件，通过测量两个PN结的好坏即可简单判断出三极管的好坏。以数字电表为例，检测时，将挡位选择开关置于二极管测量挡，分别检测三极管的两个PN结，如果正向检测每个PN结（红表笔接P，黑表笔接N）时，显示屏显示150～800范围内的数字（说明阻值较小），反向检测每个PN结时，显示屏显示溢出符号“1”，说明三极管正常。

注意，三极管的检测包括类型检测、电极极性检测和好坏检测，类型检测和电极极性检测也是需要掌握的基本功。在实际应用中，还需检测三极管集电极和发射极之间的漏电电流，如果漏电电流较大，一般也不能使用。

四、典型应用 萃取精华

选取经典的三极管开关应用电路，分析各个元器件的作用和电路的整体功能原理，是三极管教学不可缺少的环节。对三极管偏置电路（包括固定式偏置电路、分压式偏置电路）、集电极直流电路、发射极直流电路中各电子元器件的作用，教师都应分析到位，让学生不仅知其然，还能知其所以然。如2016年10月技术选考第13题，该题是一个自动温度报警电路。如图4所示，电路中R1、Rg构成分压式偏置电路，分压电压加到V1基极，建立V1基极直流偏置电压，该电压决定了V1基极电流的大小。对V2来说，R2和Rt构成了分压式偏置电路。电阻R3和R4接在VCC和V1、V2的集电极之间，构成了集电极直流电路。工作在放大状态下的三极管，必须在三极管集电极、发射极和地端之间构成直流通路，分析这些直流通路，能让学生理解这些通路中电阻、电容与电感等元器件的作用。该自动报警电路在三极管的集电极输出高、低电平，作为或非门的输入，所以三极管在该电路中仅起到开关的作用。

再如2015年9月浙江省技术选考测试卷第17题，该题考查了一个典型的水位自动控制电路，电路包含输入、控制处理、输出三个部分，各个水位探头是系统的输入.对于不同水位的变化对三极管工作状态的影响，应该引导学生分步探究，建议从水箱无水的状态开始分析，以每个探头所在位置的水位为节点，厘清不同水位所代表的输入意义。该系统中的三极管同样只需关注导通和截止两种状态，如图5所示，当V1导通时，V2截止，V1截止时，V2导通，二极管V4连接在V2的发射极直流通路中，能保证当三极管V1导通时，V2更容易截止，从而让系统的功能逻辑更清晰，工作过程更稳定。

对三极管放大电路，教师也可以有选择地进行典例分析。半导体技术在经过半个世纪的发展，目前已经形成相当庞大的产业，而晶体管放大器在其中功不可没。由于半导体集成放大电路的成熟、廉价、便捷，在需要放大器的电路中成为首选，采用分立的晶体管元件搭造放大电路的情形则越来越少，但只有掌握晶体管放大器的基本原理和优缺点，才可以在应用集成放大器时更为得心应手，并在某些需求较为苛刻的情形下用分立元件来构造电路。

五、实践动手 提高认知

有效设计学生的动手实践项目，不仅能提高学生的学习兴趣，更有利于学生感性认知的建立和理性分析能力的培养。电子控制技术在普通高中刚刚起步，教学资源有限，教师应该想方设法利用现有条件，创设动手实践的平台。

建议利用好浙江省基础教育课程教材开发研究中心编写的《电子控制技术学生活动手册》，在课时允许的前提下，精选其中2～3个活动项目进行动手实践，如“多功能自动控制电路的制作”“模拟自动干手器的制作”等。

对没有条件实施手工焊接的学校，也可以考虑使用电子积木，一般包含三极管和集成电路的电子积木产品，能够基本满足普通高中电子控制教学的动手实践需求。电子积木具备直观、快速、实验效果明显的特点，如让学生搭建延时门铃模拟电路。在搭建过程中，要使学生在理解工作原理的基础上，能快速搭建并试验电路运行效果，这对提高学生学习兴趣、理解和体验三极管的工作原理具有积极的辅助作用。

τ诰费较为紧张，且不具备手工焊接条件的学校，也可以考虑购买相应的电子控制学生活动专用配套器材，如三极管和光控电路的实验电路，学生可以利用电路板上的灯笼头接口，使用多用电表检测三极管各电极上的电压、电流变化情况，或用于连接负载，从而全面理解三极管的工作原理与相应的控制过程。

万事开头难，普通高中电子控制技术的教学需要我们有足够的知识储备，需要优秀的教材、丰富的资源，也需要基本的硬件保障、合理的教学设计。希望本文提出的 “三极管原理与应用”教学五点建议，能给一线教师的课堂教学提供借鉴意义。

第7篇：二极管的基本工作原理范文

关键词：可见光通信；LED；STC89C52RC

1 引言

可见光通信作为一种新兴的无线通信技术具有较大的研究和应用价值，LED可见光通信利用高速闪烁的光信号实现信息的调制和传输，通过光敏检测技术实现信号的光电转换，最终完成信息的发送和接收。

当前移动互联网产业蓬勃发展，人类进入了对信息量需求巨大的“大数据、云计算”时代，无线射频通信是目前正在使用的重要无线通信技术。射频无线通信广泛用于生产、生活的各个领域，是目前最成熟的通信技术，已经在很大程度上改变了人们的生产和生活习惯。在未来的无线通信发展过程中，射频通信仍将继续起着重要作用。

与射频通信相比，基于LED的可见光通信具有保密性强、对人体无害、无电磁干扰辐射等优点。可见光通信技术是基于环保节能的LED照明光源的无线光通信技术，随着科技的飞速发展和社会的不断进步，结合了LED照明和通信的无线光通信技术，必将凭借其自身的独优势得到深入广泛的应用。

2 系统原理分析

在可见光通信系统中，在信号发生模块利用STC89C52RC单片机驱动发射电路的LED灯阵高频率闪烁发射不同信号对应的二进制代码；在信号接收处理模块利用STC89C52RC单片机处理光敏二极管检测到的二进制闪烁信号，经过译码将对应的信息经串口发送给接收端，显示为可视的原始信号，上述过程主要基于STC89C52RC单片机的点对点异步通信和点对PC的串行异步通信，整个系统的基本原理如图1所示。

2.1 单片机串口异步通信工作原理

串口通信（Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。

本系统基于单片机双机串行异步通信原理，将所发信号转换为对应的二进制代码，并以此驱动LED灯阵高频闪烁，双机之间不需要连接可视化介质作为通信媒介；避免了现有机间通信采用导线信道的缺点，而且可以实现一点发射，多点接收的效果，突破了以往实物信道通信过程的瓶颈，具有较高的通信效率和较低的损耗功率。

2.2 单片机与PC间串行异步通信工作原理

单片机与PC通信同样基于串行异步通信原理，PC信号发射端借助串口调试软件将信息输入系统信息发送端，随后信号经由PC传向通过USB转串口模块相连的单片机，单片机读取缓冲区的二进制代码，并以此驱动LED灯阵高频闪烁，接着持续完成单片机双机间通信，信息接收端通信过程则与之相反。

2.3 单片机最小系统

最小系统概念：能都使单片机硬件电路正常工作的单元电路系统叫做最小系统；

最小系统构成：复位电路、时钟电路、存储器访问路径控制、ISP下载接口、电流源、显示电路；

本系统中单片机最小系统工作原理：在最小系统的基础上分别在信号发射板和接收板上增添各自的调制驱动电路，并向单片机内导入对应的程序，利用最小系统及电路的组合驱动单片机运行程序并由此实现相应的功能。

3 系统组成设计

系统组成分为两个基本模块：发射板和接收板，系统组成原理框图，如图2所示，整个系统构建设计如下。

3.1 发射端PC机

用于系统终端输入和显示发射端的发送信息。

3.2 发射板USB转串口驱动模块

PC机与单片机间通信的桥梁，连接PC机和MCU控制模块，用于将发射端串口调试软件的输入信息传送到MCU控制模块。

3.3 发射板MCU控制模块

MCU模块为超强抗干扰、高速、低功耗的STC89C52RC单片机最小系统控制模块，能利用PC机中送来的数据控制和驱动lED驱动电路。

3.4 LED驱动模块

该模块主要由MCU的LED驱动电路和LED阵列光源组成。相关研究显示，环境光照度大于1501ux时，外界环境光对传输会形成干扰，当环境光照度小于此门限值时且光源足够强时，环境光的干扰基本可以忽略哺，因此系统光源采用直径5mm的3X8LED灯阵列，利用MCU模块传送的二进制信号值，采用光强度调制将电信号转换为光信号，实现调制并发送出可见光数据。LED驱动电路中，考虑到运算放大器的工作频率比较低，而单一晶体管可以完成百兆赫兹到吉赫兹级工作，所以系统中LED阵列驱动器件选择单一晶体管。

3.5 无线光通信信道

如图3所示是无线光通信系统的线性基带传输模型。

如图所示，F（t）是发射板输入的发射光，R是接收板光敏检测元件的响应效率，h（t）是基带信道的脉冲响应，N（t）是光噪声，Y（t）是输出光电流，其表达式为：

Y（t）=RF（t） h（t）+N（t）：

Y（t）跟光敏检测器表面接收到的瞬时光功率的积分成比例关系。系统信道中的室内灯光、阳光等均可视为光噪声，可以采用光学滤光片和聚光镜对光噪声进行有效削弱。凸透镜能对发射光进行聚焦增强，并且能扩大光敏检测模块的探测范围。同时利用光学滤光片滤除杂散光，进一步可以提高信道传输质量，延长通信距离。

3.6 光电检测转换模块

接收板采用光敏检测模块接收可见光数据，利用光电二极管将光信号转换为电信号。光敏检测模块采用直接检测技术，将接收到的光信号经光电二极管还原成电信号。核心器件光电二极管接收到的光强和其自身的有效接收面积成正比，在视距链路中，接收端可以采用减小接收板距离或者增加透镜折射率的方法来增加光电二极管的有效接收面积。

3.7 接收板MCU控制模块

该模块的核心器件为STC89C52RC单片机最小系统，能对光电接收模块产生的信号进行处理，并将其还原为原始数据信息。

3.8 接收板USB转串口模块

用于连接接收端MCU控制模块到接收板PC机USB接口，将MCU控制模块串口发出的数据送入PC机串口调试助手中进行显示。

3.9 接收端PC机

用于系统终端显示接收端的接收信息。

第8篇：二极管的基本工作原理范文

关键词：电工电子技术；任务驱动教学法；模块；实施

《电工电子技术及应用》是电子电工专业的一门重要专业基础课。学生普遍反映该课程难学，课堂教学效果一直不理想。笔者在教学过程中经过反复的探索与思考，认为主要原因在以下几个方面：一是理论学习偏重，实验相对偏少，从而导致学生在学习的时候感觉枯燥、兴趣低、缺乏成就感，难以激发学生的学习主动性和创造性；二是课程中各个单元电路模块相对独立、不系统，学生设计电路的时综合应用能力差，表现为无设计思路；三是课程中的概念非常抽象，很难与实际相联系。为了能够提升教学效果，笔者试着在《电工电子技术及应用》课程教学中引入任务驱动教学方法，取得了满意的效果。

一、何为“任务驱动教学法”

所谓“任务驱动教学法”是指学生在学习的过程中，在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。

“任务驱动法“以 “任务”为主线，以“驱动”为形式，将“完成任务”贯穿于教学的全过程。这种教学方法的优越性在于通过让学生体验获得成功的乐趣，提升学生的学习兴趣，完成知识的学习和技能的提升。这种教学方法的显著特征是，教师教学和学生学习都是围绕完成任务这一目标来进行。这种教学方法适合培养学生的自学能力和独立分析和解决问题的能力，适合实践性较强的工科教学。

二、“任务驱动教学法”在《电工电子技术及应用》教学中的具体实施

下面就以“模拟知了声电路”的教学为例，具体介绍“任务驱动法教学法”在《电工电子技术及应用》教学中的应用。就本节课而言，“任务驱动教学法”是以学生为主体，教师为学生提供优良的学习环境，如学习数据（电路图等）、测量仪器（万用表、直流稳压电源、示波器等）、电子组件和要完成的任务（模拟“知了”声电路的制作、检测和改进），教师指导学生设法完成电路制作和检测改进任务，让学生在解决问题的过程中主动学习振荡器的理论与实践知识。其特点是先感性、后理性，先实践、后研究规律，再理论提升和归纳总结。具体教学过程如下：

第一步，导入实例、创设情境，激发学生学习的兴趣。首先，教师把上一届学生做的模拟“知了”声电路在课上进行演示（电路发出连续不断的“知了”声音，发光二极管同时闪烁，增加了动态的美感）。然后，教师告诉学生：在座的各位也都可以做成此电路。学生看到上届的同学有能力完成电路制作，对自己也会充满信心。最后，教师及时告诉学生：该电路主要是由多谐振荡器、音频振荡器和发光二极管构成，我们非常有必要学习多谐振荡器的有关知识。

第二步，布置总任务：模拟“知了”声电路制作实训。

（1）根据电路原理图和元器件清单，从元器件袋中迅速并正确地找出该电路相应的电阻、电容、发光二极管、三极管等。

（2）用万用表检测各元器件是否正常，注意电容、发光二极管的极性、三极管的类型和管脚顺序。

（3）根据电路原理图将各元件按照从矮到高的顺序插到万能板上并焊接，并根据电路原理图连接好电路。

（4）检查电路、排除故障、试验制作效果，让学生体会成功制作好电路的快乐。

第三步，教师指导各组学生解决制作过程中遇到的问题。这一步实际上是与第二步同步进行的，学生在解决问题的过程中不仅学习了知识，还训练了技能，并增强了电路感性认识。

第四步，归纳、理论提升、分析电路工作原理。这是理论与实践相结合的关键一步，在这一步时，学生对电路有了一定的感性认识，又有了学习动机，理论教学将事半功倍。这部分的任务目标是以下两点：

（1）重点学习①音频振荡器、多谐振荡器工作原理；②三极管、发光二极管检测方法。

（2）讲解模拟“知了”声电路的工作原理。

第五步，测量相关参数，完成实验报告。这一步学生带着任务去完成相关数据、波形的采集，回顾整个探究过程，编写报告作为本课的最后任务和成果。

三、应用“任务驱动式教学法”的几点体会

1. 任务的选择是关键

设计任务应当考虑以下两个方面：第一该任务应能激发学生的学习兴趣，必须来源于发生在学生身边的实例，比如说电子助记器、多路抢答器、触摸开关、拍手开关、数字钟，必须是学生感兴趣的东西；第二该任务的难度要恰当，把握好“跳起来就能摘到苹果的原则”。

2. 任务的目的要清楚，紧扣教学目标

3. 引导学生进一步完善任务

在学生完成基本任务后，教师要调动学生进行研究性学习的欲望（如数字钟里再追加显示年月日、整点报时用不同的音乐、定时闹钟等）。要强调在实践中学习理论、淡化理论的系统性。

4. 充分体现“学生主体，教师主导”的特点

对于新内容或有一定难度的任务，教师最好适当演示，引导学生在“任务”的驱动下思考、尝试、探索。

5. 要注重加强任务小结和知识点的回顾

良好的总结和回顾能够使学习能力和动手能力相对较差的学生及时跟进教师的教学进度，达到教学要求。

总之，“任务驱动教学法”是以任务作为桥梁，让学生通过自己的操作和教师的指导，将书本死板的理论变成动手操作的生动的知识，从而激发学生主动完成知识学习、达到预期教学目标的教学方法。任务驱动教学的整个教学过程可以充分地调动学生学习积极性和主动性，充分培养学生的学习兴趣，提高学生动手、观察、分析甚至创新的能力。在《电工电子技术及应用》课程教学中合理运用“任务驱动教学法”，可以改进教学模式，融合更多的教学手段，取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]文春帆，邓金强.电工与电子技术[M].北京：高等教育出版社，2001.

第9篇：二极管的基本工作原理范文

目前，各高校模拟电子技术实验教学的现状是:随着高校热门专业的逐年扩招，学生多，实验教师少，迫使很多高校模拟电子技术实验课不得不大班上课，一次2～3个班级，几十名甚至于上百名学生同时做一个实验，即使有两三名教师同时指导，也很难做到面面俱到，学生相互参考实验数据的现象经常发生。由于学生多，实验教师少，实验设备和实验空间有限，造成同一个实验内容，在一个学期内必须重复安排多次，学生上实验课的时间不能统一，一部分学生先做实验，另一部分学生后做实验，完全一样的实验内容很难杜绝学生之间相互参考实验数据，为了能从根本上解决这个问题，完全统一的实验教学内容必须改变。以上现状是高校模拟电子技术实验教师所面临的现实问题:教学模式陈旧，实验内容单一，学生的差异性在逐年加大，学生多，教师少，实验设备和实验空间有限，这些是高校模拟电子技术实验教学改革必须解决的现实问题。

2课程改革的措施和解决问题的办法

模拟电子技术研究的对象是半导体器件以及以半导体器件为核心的基本电路，具有较强的可操作性和实践性，因此，模拟电子技术实验教学课程改革必须坚持理论与实践并重的原则。

2.1调整实验教学时间

大连理工大学教学课程改革在实验教学时间安排上做了适当的调整，调整后的实验时间尽量与理论教学时间并行，紧跟理论教学的进度，做到理论课刚讲完的内容马上安排实验，以增强学生的记忆效果，加深学生对知识的理解，配合好理论教学，帮助学生通过实验掌握更多的理论知识。

2.2优化了教学内容，更新教学方法

(1)在第一次仪器实践课上，增设了二极管的实验内容。在以往的模拟电子技术实验中，没有安排二极管的实验内容，但二极管是模拟电路的基础，如果学生不能很好地理解二极管的工作原理，摸透二极管的工作特性，那么后续课程的学习必将受到影响。本次教改，将二极管的实验内容与仪器实践课安排在一起，让学生在熟悉仪器使用的过程中，设计实验电路，测试二极管的特性，掌握二极管的工作原理，让学生在电路设计和数据测试的过程中掌握仪器的使用。在实验过程中，学生可以根据不同二极管的参数特性，选择自己认为合适的电阻设计实验电路，测试并计算二极管的导通电压、工作电流、耗散功率、动态电阻等参数。通过实验帮助学生认识到决定二极管工作状态的主要参数是流过二极管的工作电流，知道二极管的导通电压、耗散功率和动态电阻都是由流过二极管的工作电流决定的。让学生充分认识到分析工作电流在模拟电子技术实验课程中的重要性。

(2)在单管放大电路的设计与测试实验中，以往只安排了一个实验电路，让学生在面包板上搭接指定电路参数的共发射极单管放大电路并测试。由于学生第一次在面包板上搭接实验电路，不熟悉面包板的结构，在搭接实验电路的过程中耗时过多，虽然只安排了一个项目的实验内容，但也有很多学生在规定的时间内不能按时完成实验。本次教改，设计了一个专用实验平台，在实验平台上给学生提供了偏置电流可以调节的静态工作电路，让学生在实验平台的基础上设置静态工作点，设计共发射极、共集电极、共基极三种不同组态的单管放大电路，测试、计算、比较并分析这三种不同组态放大电路的异同点。并通过改变静态工作点，观察、测试并分析放大电路的失真波形。通过对实验内容的调整，满足了多数学生的实验需求，实验技能稍差的学生，可以在实验平台上完成一部分实验内容;实验技能较好的学生，可以充分利用新的实验平台，在规定的实验时间内完成三种不同组态单管放大电路的设计与测试。这种层次化实验教学模式，有利于提高学生的实践技能。

(3)在差分放大电路的设计与测试实验中，本次教改后的实验内容增设了恒流源负载的射极耦合差分式放大电路的设计与测试。实验要求学生在静态工作点相同的条件下，比较电阻负载和恒流源负载这两种射极耦合差分放大电路的异同点。本次教改之前，在规定的实验教学时间内，大多数学生只能完成一个电阻负载射极耦合差分式放大电路的电路搭接和数据测试。为了帮助学生能够在规定的实验时间内完成两个差分放大电路的测试与比较，在本次教改的实验平台上，给学生提供了差分放大的基础电路，静态工作点的设置与调节电路需要学生自己连接。在新设计的实验平台上，保证学生可以通过调节电位器，将两个差分放大电路的静态工作点调成一致，以保证在静态工作点相同的前提下，比较两个不同负载射极耦合差分放大电路的动态特性，帮助学生在实验过程中真正理解恒流源负载射极耦合差分放大电路在性能上的提高。

2.3调整实验项目的设置原则

本次教改的重点集中在电路器件的选择上。在以往的实验教学过程中，每个实验项目的实验器件都是老师设定好并准备好的，每个实验项目的实验电路和实验器件完全统一，学生只需要按照实验教材上规定的实验电路，用统一的实验器件搭接实验电路、测量实验数据、验证理论计算就能够完成实验。本次教改调整了实验项目的设置原则:在保证实验器件可以安全工作的前提下，尽量让学生自己选择实验器件，全部实验的器件一起交给学生，让学生根据厂家提供的器件手册自己设置实验电路的静态工作点。这样的实验教学模式基本上能保证每组实验，学生所选用的实验器件不完全一致，在实验的过程中培养学生使用生产厂家提供的器件手册设计实际电路的能力。

2.4设计全新的实验平台

为保证在增加实验内容的前提下，不影响学生完成实验的进度，本次教改设计了一个全新的实验平台。在新的实验平台上，给学生提供了一部分基础电路，学生可以在基础电路上进行扩展，设计自己的实验电路。这样既可以保证学生在规定的实验时间内完成必做的实验内容，同时还保证了实验内容的多样性，解决了层次化教学管理这一难题。保证实践能力相对较强的学生有更多的实验条件，设计完成更多的实验内容;同时也保证实验技能相对较弱的学生能在规定的实验时间内完成基本的实验内容，做到了既注重精英人才的培养，又照顾到多数学生的学习热情，保护好每个学生学习的积极性，使学生能够在实验过程中得到充分的锻炼，为后续的课程学习以及走上工作岗位打下坚实的实践基础。为了能更好地贴近实际应用，激发学生的创新热情，在本次教改设计的实验平台上，还增设了多项与实际应用相结合的实验项目，如称重传感器小信号的检测与放大，室内光强变化的检测与控制，环境温度变化的检测与控制，障碍物的检测与判断等多种模拟传感器检测电路，让学生在实验室里就能直观地体验到所学到的模拟电子技术知识可以应用到现实生活中去，以充分调动出学生设计实际电路的创作热情。

2.5改革考核制度

为了帮助学生巩固所学到的知识，本次教改还建立了一套全新的实验考核制度，明确了每个实验项目重点考核的实验内容，以及每个实验项目的具体考核办法。实验考核内容分为仪器使用、电路设计、搭接实验电路、实验数据测试、实验数据分析等五个方面。细化到每个实验项目，实验考核的侧重点有所不同。例如:实验一重点考核学生学习使用电子仪器的能力;实验二重点考核学生设计电路的实践能力;实验三重点考核学生实验电路测试和数据分析能力;实验四重点考核学生在面包板上搭接实验电路的实践操作能力;实验五综合考核学生在电路设计中的综合实践能力。通过对具体能力的考核打分方式，帮助学生清晰地认识到自己的不足，从而有针对性地学习，提高自己的薄弱环节，以帮助学生提高电路设计和创新实践能力。

3结束语