探究半導(dǎo)體二極管的伏安特性實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)案

摘要：新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)在高中物理教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)，注重開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)和研究性學(xué)習(xí)，因此作為高中物理教師有義務(wù)二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)課程資源，創(chuàng)設(shè)新型探究實(shí)驗(yàn)。高二階段，在完成“測(cè)定小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，學(xué)生已經(jīng)具備自主探究電器元件伏安特性的能力，筆者基于教學(xué)實(shí)踐，創(chuàng)設(shè)了作為課本內(nèi)容延伸的“探究半導(dǎo)體二極管的伏安特性”的探究實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：二極管；伏安特性；實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148（2013）4（S）-0026-2

1 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能 會(huì)用多用電表測(cè)定半導(dǎo)體二極管的正極和負(fù)極：學(xué)會(huì)自主設(shè)計(jì)電路測(cè)定非線性元件的伏安特性。會(huì)自主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格，處理數(shù)據(jù)。選取坐標(biāo)，描繪I-U圖；提升學(xué)生的自主探究實(shí)驗(yàn)的能力。

過(guò)程與方法 通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的探究方法：能用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行論證：學(xué)會(huì)繪圖處理數(shù)據(jù)的基本方法。

情感態(tài)度和價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度；提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)素養(yǎng)；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；點(diǎn)燃學(xué)生對(duì)探索未知原理的激情。

2 教學(xué)準(zhǔn)備

學(xué)生 了解二極管的種類(lèi)，及半導(dǎo)體二極管的基本構(gòu)造；學(xué)生已完成測(cè)量小燈泡伏安特性實(shí)驗(yàn)，具備自主設(shè)計(jì)電路、完成實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)能力；學(xué)生自主學(xué)習(xí)了多用電表的使用方法。

教師 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材；制作多媒體PPT；設(shè)計(jì)教學(xué)、教法。

3 教學(xué)器材

多媒體，直尺，電腦；實(shí)驗(yàn)用具：半導(dǎo)體二極管、多用電表、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電池組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。

4 教學(xué)流程

4.1課程引入

二極管種類(lèi)繁多，如半導(dǎo)體二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管、限幅二極管燈等。由于實(shí)驗(yàn)器具的限制，我們本課題的研究對(duì)象限于——半導(dǎo)體二極管。

半導(dǎo)體二極管的主要構(gòu)造：PN結(jié)。

4.2明確本節(jié)課任務(wù)

課本知識(shí)：半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)ㄐ裕欠蔷€性元件。

階段二的任務(wù)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)繪半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線，證明它是非線性元件且具有單向?qū)ㄐ浴?/p>

4.3提出問(wèn)題

問(wèn)題一：應(yīng)用你現(xiàn)有的何種測(cè)量工具，可以快速的判斷半導(dǎo)體二極管的正極與負(fù)極？

答案：應(yīng)用多用電表。

問(wèn)題二：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路來(lái)測(cè)定半導(dǎo)體二極管的伏安特性？

4.4設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)

正向：

4.5開(kāi)始實(shí)驗(yàn)

學(xué)生分組，自主完成實(shí)驗(yàn)；教師給予必要指導(dǎo)。

4.6實(shí)驗(yàn)結(jié)束

學(xué)生自主完成數(shù)據(jù)記錄及伏安特性圖測(cè)繪：

教師請(qǐng)同學(xué)匯報(bào)數(shù)據(jù)，教師現(xiàn)場(chǎng)演示用EX-CEL電腦作I-U圖，評(píng)價(jià)學(xué)生測(cè)量結(jié)果。

4.7實(shí)驗(yàn)結(jié)論

半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)ㄐ裕?/p>

根據(jù)半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線圖可判定其為非線性元件。

4.8提出問(wèn)題

問(wèn)題三：在測(cè)半導(dǎo)體二極管正向伏安特性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。是不是二極管兩端一有電壓就立刻有電流通過(guò)？

答案：不是，當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，才開(kāi)始有電流通過(guò)。這個(gè)電壓的數(shù)值稱(chēng)為半導(dǎo)體二極管的開(kāi)啟電壓U

4.9實(shí)驗(yàn)拓展

類(lèi)似于開(kāi)啟電壓U，半導(dǎo)體二極管還有很多性能參數(shù)指標(biāo)。正是由于不同的二極管有著不同的各項(xiàng)性能指標(biāo)，使得二極管在電子電路中有著廣泛的用途。

5 作業(yè)布置

上網(wǎng)查閱資料了解二極管的基本種類(lèi)及用途。

（欄目編輯 劉榮）