探究半导体二极管的伏安特性实验简案

学习，因此作为高中物理教师有义务二次开发实验课程资源，创设新型探究实验。高二阶段，在完成“测定小灯泡伏安特性曲线”实验教学后，学生已經具备自主探究电器元件伏安特性的能力，笔者基于教学实践，创设了作为课本内容延伸的“探究半导体二极管的伏安特性”的探究实验。

关键词：二极管；伏安特性；实验

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2013）4（S）-0026-2

1 教学目标

知识与技能 会用多用电表测定半导体二极管的正极和负极：学会自主设计电路测定非线性元件的伏安特性。会自主设计数据表格，处理数据。选取坐标，描绘I-U图；提升学生的自主探究实验的能力。

过程与方法 通过自主实验，让学生体验科学的探究方法：能用实验手段对已学知识进行论证：学会绘图处理数据的基本方法。

情感态度和价值观 培养学生科学、严谨、求实的实验态度；提升学生的物理学习素养；激发学生的学习兴趣；点燃学生对探索未知原理的激情。

2 教学准备

学生 了解二极管的种类，及半导体二极管的基本构造；学生已完成测量小灯泡伏安特性实验，具备自主设计电路、完成实验、处理数据能力；学生自主学习了多用电表的使用方法。

教师 准备实验器材；制作多媒体PPT；设计教学、教法。

3 教学器材

多媒体，直尺，电脑；实验用具：半导体二极管、多用电表、电压表、电流表、滑动变阻器、电池组、开关、导线等。

4 教学流程

4.1课程引入

二极管种类繁多，如半导体二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管、限幅二极管灯等。由于实验器具的限制，我们本课题的研究对象限于——半导体二极管。

半导体二极管的主要构造：PN结。

4.2明确本节课任务

课本知识：半导体二极管具有单向导通性，是非线性元件。

阶段二的任务：通过实验，测绘半导体二极管的伏安特性曲线，证明它是非线性元件且具有单向导通性。

4.3提出问题

问题一：应用你现有的何种测量工具，可以快速的判断半导体二极管的正极与负极？

答案：应用多用电表。

问题二：如何设计实验电路来测定半导体二极管的伏安特性？

4.4设计表格记录数据

正向：

4.5开始实验

学生分组，自主完成实验；教师给予必要指导。

4.6实验结束

学生自主完成数据记录及伏安特性图测绘：

教师请同学汇报数据，教师现场演示用EX-CEL电脑作I-U图，评价学生测量结果。

4.7实验结论

半导体二极管具有单向导通性：

根据半导体二极管的伏安特性曲线图可判定其为非线性元件。

4.8提出问题

问题三：在测半导体二极管正向伏安特性的实验过程中。是不是二极管两端一有电压就立刻有电流通过？

答案：不是，当电压达到一定数值时，才开始有电流通过。这个电压的数值称为半导体二极管的开启电压U_ON

4.9实验拓展

类似于开启电压U_ON，半导体二极管还有很多性能参数指标。正是由于不同的二极管有着不同的各项性能指标，使得二极管在电子电路中有着广泛的用途。

5 作业布置

上网查阅资料了解二极管的基本种类及用途。

（栏目编辑 刘荣）