第一篇：半导体二极管技术教案

教学课时安排：

本章教学为半导体封装固晶流程的实操课程，教学课时安排为4个课时，本实验流程为：扩晶—刷银胶—固晶—烘烤（以数码管为例）；对于单颗引脚式半导体封装的实验流程为扩晶—点银胶—固晶—烘烤。

教学目标：

根据教材的结构与内容分析，依据课程的教学要求，考虑到学生的之前所学的知识结构，在之前已经掌握半导体封装基础知识的课程下进一步了解LED封装技术中的固晶的原理和作用。掌握手动固晶流程的扩晶、刷银胶、固晶、烘烤等工序。实验工具仪器;扩晶机、4寸扩晶环、显微镜、红光芯片、0.5寸电路板、涂胶机、台灯、刷子、银胶、剪刀、搅拌玻璃棒、玻璃容器、固晶笔

教学实验过程;1.先介绍扩晶工序流程：（第一课时）

(1)接入220v电源，打开气管电源，打开扩晶机电源开关和温控开关，将调温器调至70°C左右（冬天调至80°左右）。

(2)过10分钟待扩晶机升温到预设温度时，轻轻点动红色按钮将加热盘（下汽缸）缓慢升到合适的高度（调节下汽缸定位螺母调整发热盘最大升起的高度并保证高度一样，不同的高度扩开的芯片的距离不一样）将子环套在发热盘上。

(3)将晶片膜放在发热盘正中央，注意芯片朝上；将母环套于子环上。

(4)用压晶模（上汽缸）将母环压到加热盘底，将扩好的芯片取出，再按下绿色按钮使发热盘回复原位。(5)用剪刀将露出子母环外胶纸割掉，再在膜上注明具体芯片规格及数量等。

2.然后介绍银胶的解冻，（第二课时）

使用前一天，由冷冻柜改放冷藏室保存。从冷冻冰箱内取出银胶，置于室温下进行解冻（常温25°C，湿度85%以下），小罐解冻时间在90分钟以上。在介绍银胶搅拌：银胶回温后开罐，再用玻璃棒或不锈钢棒进行搅拌；搅拌方式自下而上全方位搅拌，时间10分钟以上，搅拌速度不宜过快，以免空气混入。

涂银胶过程，将搅拌好的银胶均匀涂在涂胶机工作槽上；然后将扩晶膜（芯片朝下）小心置于刷胶机夹具上，轻轻提起工作槽并用刷子同一方向刷扩晶膜，使银胶涂于芯片上。注意银胶高度为芯片高度的1/3。3.固晶（第三课时）

(1)将涂好银胶扩晶好的芯片膜放在固晶的框架上，并用手将其按到底且保持水平。

(2)将待固晶的电路板平整固定在拖板支架上。(3)通过固晶座的四个螺钉调节好电路板与芯片间的距离。

(4)调节显微镜观察到清晰的芯片像和电路板。(5)左手抓住拖板，右手持点晶笔，在显微镜下将芯片轻轻的固定在电路板相应的位置上。4.烘烤（第四课时）

(1)开启烤箱电源总开关、加热开关、计时开关、风机开关。

(2)设定温度表至所需温度（LED标准设定温度为150°C）。

(3)当升温完成后再将烤箱超温保护调至所需温度（LED超温设定温度为152°C左右）。(4)烤箱先进行空箱烘烤10分钟除湿。

(5)将固晶好的电路板整齐粘在装料钢盘（钢盘贴有双面胶），烘烤时间为90分钟（烤箱具有计时功能），其中前30分钟银胶基本硬化，后60分钟保证结合度。必须一次性烤干，若有软化、松动现象，为前一次未烤干，取出材料后空气进入银胶再次加温膨胀导致结合度变差。烘干硬化后不能立即从烤箱中取出，应待其自然冷却后再取出。

(6)材料进出烤箱时需正确填写生产型号、数量、进出烤箱时间等。

教学总结

通过以上四个课时的实操学习，学生能掌握半导体封装技术中的固晶的原理和作用。掌握手动固晶流程的扩晶、刷银胶、固晶、烘烤四个重要工序流程。最后对本章实操过程的总结，说明实验中遇到问题及解决方法，最后布置实验报告要求，总结学生实验报告。

第二篇：半导体二极管 电子教案

第一章 半导体二极管

内容简介

本章首先介绍半导体的导电性能和特点，进而从原子结构给与解释。先讨论PN结的形成和PN结的特性，然后介绍半导体二极管特性曲线和主要参数。分析这些管子组成的几种简单的应用电路，最后列出常用二极管参数及技能训练项目。知识教学目标

1.了解半导体基础知识，掌握PN结的单向导电特性； 2.熟悉二极管的基本结构、伏安特性和主要参数； 3.掌握二极管电路的分析方法； 4.了解特殊二极管及其应用。技能教学目标

能够识别和检测二极管，会测定二极管简单应用电路参数。本章重点

1.要求掌握器件外特性，以便能正确使用和合理选择这些器件。如：半导体二极管：伏安特性，主要参数，单向导电性。

2.二极管电路的分析与应用。本章难点

1.半导体二极管的伏安特性，主要参数，单向导电性。

2.二极管电路分析方法。课时 4课时

题目：半导体、PN结

教学目标：了解本征半导体，杂质半导体的区别，从而得出半导体特性。记住半导体PN结的特性。教学重点：

1、半导体特性；

2、半导体PN结的特性；

教学难点：

1、半导体单向导电性。

2、半导体PN结分别加正反向电压导通与截止的特性。教学方法：讲授 教具：色粉笔

新课导入：电子技术基础是我们这学期新开的一门专业课，它包含各个基本小型电路的介绍及使用分析，这次课我们来学习一种材质：半导体。为以后的电路分析打下基础。

新授：

从导电性能上看，通常可将物质为三大类：导体： 电阻率，缘体：电阻率，半导体：电阻率ρ介于前两者之间。目前制造半导体器件材料用得最多的有：

单一元素的半导体——硅(Si)和锗(Ge);化合物半导体 —— 砷化镓(GaAs)。

图1.1.1 半导体示例

1.1.1 本征半导体

了解：

纯净的半导体称为本征半导体。用于制造半导体器件的纯硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上有四个电子（称为价电子）。在单晶结构中，由于原子排列的有序性，价电子为相邻的原子所共有，形成图1.1.2所示的共价健结构，图中+4代表四价元素原子核和内层电子所具有的净电荷。共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴，它带正电。在外电场作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流；同时价电子也按一定的方向一次填补空穴，从而使空穴产生定向移动，形成空穴电流。

因此，半导体中有自由电子和空穴两种载流参与导电，分别形成电子电流和空穴电流，这一点与金属导体的导电机理不同。

1.1.2 杂质半导体

在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。

一、N型半导体

若在四价的硅或锗的晶体中掺入少量的五价元素(如磷、锑、砷等)，则晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原 子形成共价键，必定多出一个电 子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样，在该半导体中就存在大量的自由电子载流子，空穴是少数载流子，这种半导体就是N型半导体

图1.1.3 N型半导体结构

二、P型半导体

若在四价的硅或锗的晶体中少量的三价元素，如硼，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子,因而在该半导体中就存在大量的空穴载流子,当然,其中还有少数由于本征激发而产生的自由电子，如图1.1.4所示。

需要指出的是,无论是N型还是P型半导体,都是呈电中性的。

*综上所述，半导体特性：

*

1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。

2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由 电子和空穴对，故其有一定的导电能力。*

3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决定。

4、P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。*

5、半导体的导电能力与温度、光强、杂质浓度和材料性质有关。

1.1.3 PN结

一、PN 结的形成

在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN 结。PN结是多数载流子的扩散运动和少数载流子的漂移运动相较量,最终达到动态平衡的必然结果，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。

二、PN结的单向导电性

1、PN结的偏置

PN结加上正向电压（正向偏置）的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压（反向偏置）的意思都是： P区加负、N区加正电压。

2、PN结正偏

如上图1.1.6所示,当PN结正偏时，外加电源形成的电场加强了载流子的扩散运动，削弱了内电场，耗尽层变薄，因而多子的扩散运动形成了较大的扩散电流。用流程图表述如下：PN结正偏外电场削弱内电场

耗尽层变薄 扩散运动漂移运动多子扩散运动形成正向电流。

3、PN结的反偏

在PN结加反向偏置时,如图1.1.7所示，外加电源形成的外电场加强了内电场，多子的扩散运动受到阻碍，耗尽层变厚；少子的漂移运动加强，形成较小的漂移电流。其过程表述如下： PN结反偏 外电场加强内电场 耗尽层变厚扩散运动漂移运动 少子漂移运动形成反向电流。

综上所述：

1）PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，PN结导通；

2）PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。

课后总结：这次课我们认识了半导体材料。对于半导体的特性，PN结的特性进行对比记忆，由大家课下熟悉完成记忆。作业：练习册1.1 板书设计：

一、半导体

1、本征半导体

2、杂质半导体：

二、PN结题目：1.2 二极管的特性及主要参数

教学目标：了解二极管的特性，分析使用二极管时的主要参数-伏安特性。教学重点：二极管结构分析，伏安特性的分析； 教学难点：

1、伏安特性分析。

2、几个参数的记忆及区分。教学方法：讲授 教具：色粉笔

新课导入：上次课我们认识了半导体器件中常用的器件“二极管”，在使用过程中不仅要了解它的参数也是不行的，这次我们继续学习它的特性及参数要求。

新授：

1.2.1 半导体二极管的结构和符号

形成PN结的P型半导体和N型半导体上，分别引出两根金属引线，并用管壳封装，就制成二极管。其中从P区引出的线为正极，从N区引出的线为负极。二极管的结构外形及在电路中的文字符号如图1.2.1所示。在图1.2.1(b)所示电路符号中，箭头指向为正向导通电流方向，二极管常见的封装形式如图1.2.2所示。

1.2.2 二极管的伏—安特性

半导体二极管的核心是PN结，它的特性就是PN结的单向导电特性。常利用伏一安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。所谓伏安特性，是指二极管两端电压和流过二极管电流的关系，可用电路图来测量。若以电压为横坐标，电流为纵坐标，用作图法把电压、电流的对应值用平滑曲线连接起来，就构 成二极管的伏—安特性曲线，如图1.2.3所示(图中虚线为锗管的伏—安特性，实线为硅管的伏—安特性)，下面以二极管的伏—安特性曲线加以说明。

一、正向特性

当二极管两端加正向电压时，就产生正向电流，正向电压较小时，正向电流极小(几乎为零)，这一部分称为死区，相应的A(A′)点的电压命名为死区电压。

二极管正向导通时，要特别注意它的正向电流不能超过最大值，否则将烧坏PN结。

二、反向特性

当二极管两端加上反向电压时，在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流，如图1.2.3中0C(或O′C′)段所示。

三、反向击穿特性

二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。此时的电压称为反向击穿电压用表示，如图1.2.3中CD(或C′D′)段所示。

四、死区电压：锗——0.2V 硅——0.5V

五、导通电压降：锗——0.3V 硅——0.7V 1.2.3 半导体二极管的主要参数和分类

基本参数：

1．最大整流电流 最大整流电流是指二极管长期工作时，允许通过的最大平均电流使用正向平均电流能超过此值，否则二极管会击穿。

2．最大反向工作电压

最大反向工作电压是指二极管正常工作时，所承受的最高反向电压(峰值)。通常手册上给出的最大反向工作电压是击穿电压的一半左右。

3．二极管的直流电阻

二极管的直流电阻指加在二极管两端的直流电压与流过二极管的直流电流的比值。二极管的正向电阻较小，约为几欧到几千欧；反向电阻很大，一般可达零点几兆欧以上。

4．最高工作频率

最高工作频率是指二极管正常工作时上、下限频率，它的大小与PN结的结电容有超过此值，二极管单向导电特性变差。

课后总结：

这次课的重点：

1、二极管结构及其单向导电性

2、死区电压：锗——0.2V 硅——0.5V

3、导通电压降：锗——0.3V 硅——0.7V

4、二极管反向电压加到定数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿

作业：练习册1.2填空1-5题

板书设计：

一、半导体二极管的结构和符号 二、二极管的伏—安特性

三、半导体二极管的主要参数和分类 题目：1.4特殊二极管、二极管的检测及应用

教学目标：

1、稳压二极管、发光二级管及光电二极管的特点

2、学习二极管极性检测

3、学习二极管好坏的检测 教学重点：

1、学习二极管极性检测

2、学习二极管好坏的检测 教学难点：

1、二极管的检测

2、二极管的应用 教学方法：讲授 教具：色粉笔

新课导入：二极管大家已经知道是什么电子器件，那么如果拿来一个二极管，如何知道它的正负极？二极管的好坏该怎样检测？这一系列使用前应该做的准备都是必须有的，现在我们就来学习他的检测方法！

新授：

1.4.1 稳压二极管

稳压电路利用稳压二极管在反向击穿特性来实现稳压。下面简要介绍稳压二极管基本知识。

一、稳压二极管的工作特性

稳压二极管简称稳压管，它的伏一安特性曲线和在电路中的符号如图1.4.1所示。稳压管和普通二极管正向特性相同，不同的是反向击穿电压较低，且击穿特性陡峭，这说明反向电流在较大范围内变化时，击穿电压基本不变，稳压管正是利用反向击穿特性来实现稳压的，此时击穿电压称为稳定工作电压，用 UZ表示。

二、稳压管的主要参数 1.稳定电压UZ

稳定电压UZ 即反向击穿电压。由于击穿电压与制造工艺、环境温度和工作电流有关，手册中只能给出某一型号的稳压范围。2.稳定电流IZ

稳定电流IZ 是指稳压管工作至稳定状态时流过的电流。当稳压管稳定电流小于最小稳定电流 时，没有稳定作用；大于最大稳定电流 时，管子因过流而损坏。稳压管由于受热而击穿。

1.4.2 发光二极管与光电二极管

一、发光二极管

发光二极管是一种把电能变成光能的器件，由磷化镓、砷化镓等半导体材料制成，电路符号见图1.4.3,当给发光二极管加上偏压，有一定的电流流过时二极管就会发光，这是由于PN结的电子和空穴直接复合放出能量的结果。

① 颜色：发光二极管的种类按发光的颜色可分为：红色、蓝色、黄色、绿色和无色 ② 正负极：管脚引线较长者为正极，较短者为负极。③ 不同颜色发光二级管工作电压：

发光二极管工作时导通电压比普通二极管大，其工作电压随材料不同而不同，一般为1.7v～2.4v。

普通绿、红、黄二极管工作电压约为2v，白色发光二极管电压通常高于2.4v； 蓝色发光二极管工作电压一般高于3.3v。

发光二极管的工作电流一般为2mA～25mA。发光二极管广泛应用于各种电子仪器仪表、计算机、电视机的电源指示和信号指示，还可以做成七段译码显示器等。

二、光电二极管

光电二极管又叫光敏二极管，外形如图1.4.5。光电二极管也是由一个PN 结构成，但是它的PN面积较大，通过管壳上的一个玻璃来接收入射光。它是利用PN在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小来工作的，其工作电路如1.4.4。光电二极管可用于光测量、光电控制等方面，如遥控接收器、光纤通讯、激光头中都用到光电二极管。

1.5 二极管的检测与应用

1、二极管的识别

二极管正负极、规格、功能和制造材料一般可以通过管壳上的标志和查阅手册(本章内容后附有实用资料)来判断，如IN4001通过壳上的标志可判断正负极，查阅手册可知它是整流管，参数是1A/50V;2CW15查阅手册可知它是N型硅材料稳压管。如果管壳上无符号或标志不清，就需要用万用表来检测。

2、二极管的检测

二极管的检测主要是判断其正负极和质量好坏。

基本方法：

(1)选档位

将万用表量程调至 R×100Ω 或 R×1KΩ档（一般不用 R×1Ω档，因其电流较大，而 R×10K档电压过高管子易击穿）(2)测电阻

将两表笔分别接触二极管两个电极，测得一个电阻值，交换一次电极再测一次，从而得到两个电阻值。

正向电阻＜5KΩ 反向电阻＞500KΩ，如图1.5.1所示。（3）问题分析

性能好的二极管，一般反向电阻比正向电阻大几百倍。① ② ③ ④ 如两次测得的正、反向电阻很小或等于零，则说明管子内部已击穿或短路； 如果正、反向电阻均很大或接近无穷大，说明管子内部已开路； 如果电阻值相差不大，说明管子性能变差； 在上述三种情况的二极管均不能使用。

作业：练习册1.2填空1-5题 课后总结：

这次课的重点：

1、各种特别二极管的特点简介

2、二极管的极性及性能好坏的检测

板书设计：

1、各种特别二极管的特点简介

2、二极管的极性及性能好坏的检测

第三篇：半导体二极管说课稿

《半导体二极管》说课稿

宁远县职业中专学校 何绍斌

一、教材分析

本节教材选自高等教育出版社《电子技术基础》中第一章第一节 “半导体二极管”。本节内容是介绍和验证二极管的单向导电特性及伏安特性。这些知识不仅是进一步学习电子技术的基础，而且在生产和生活中也起着举足轻重的作用。

二、学情分析

本课程面向的是刚进入职业中专的初中毕业生，基础知识比较薄弱，理论学习兴趣不高，不过，学生的动手能力比较强，喜欢实际操作。在学习本课之前学生已经掌握了“半导体”的一些基本知识如：载流子、PN结及PN结的单向导电特性等。

三、教学目标

针对学生的心理特点和认知水平，结合教材，本着面向全体、使学生全面主动发展的原则，确定本节课的教学目标如下：

知识目标：1.了解二极管的结构、符号、主要参数 2.掌握二极管的单向导电特性及伏安特性 能力目标：1.培养学生动手实验的能力

2.培养学生的分析能力、归纳总结能力

情感目标：1.培养学生的协作意识和创新意识 2.增强学生学习专业知识的信心

四、重点与难点

通过对教材分析和实际应用，确定教学重点为“二极管单向导电性”；难点为“二极管的伏安特性”。

五、教法、学法分析

在本节课中，我努力做到教法与学法的辩证统一，既重视教法的使用，也加强学法的指导。

教法：依据本节教材的内容，结合学生的特点，考虑到技校学生已经具有一定的思维能力，主要突出能力目标的实现。采取情境教学、实验教学、探究教学、多媒体演示等教学方法，把主动权交给学生，使学生主动参与到课堂中来。

学法：引导学生采用自主学习法、动手实验、分析讨论、归纳总结等学习方法，培养学生的动口、动手、动脑和团结协作的能力，发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。

六、教学过程

我把这节课分为四个阶段：引入新知、探究新知、总结新知、拓展新知。

（一）引入新知

在本节课中，我利用电子元件在日常生活中的应用（电器指示灯、红绿灯、玩具彩灯等）引出本课的内容——半导体二极管。这样会让学生感觉到二极管在生活中的重要性，激发学生探究新知的欲望。

（二）探究新知

1.激发兴趣，自主学习

展示玩具、二极管的实物图，介绍二极管结构、符号。让学生自己预习，回答以下问题：

半导体二极管有哪些性质？

这个过程是学生自主学习的过程，让学生初步体验到成功的乐趣，既增强了自信又延续了学习兴趣，使学生逐渐养成自主学习的好习惯。

2.提出问题，设计实验

通过预习学生已经知道二极管具有单向导电特性。但如何验证，成为问题的关键。由教师给出实验器材，指导学生设计“验证二极管单向导电特性”的电路图，学生会很快的设计出来。

这个过程注重学生的主动参与、教师的积极引导，分层次、分阶段逐步培养学生分析问题、设计实验的能力。

3.动手实验，分析总结

1）根据电路图连接实物图。

2）实验验证：正向导通，反向截止（同时用多媒体演示实验现象）。

这个过程学生不是被动的接受，而是通过自己动手主动去验证去学习新知，体验深刻，激发兴趣，突出本节重点。

4.师生合作，深入探究 此时有的学生会问：“为什么二极管具有单向导电特性”？在肯定学生的基础上解答：“由二极管内部结构决定的；虽然看不见二极管内部结构，但我们可以对反应二极管单向导电特性的物理量进行定量研究。”即本节核心问题：“二极管的伏安特性？”，也是本节课的难点。

教师引导学生在原有实验基础上设计新电路，一起研究二极管电压和电流的关系。教师和学生一起动手做“研究二极管电压电流关系”的演示实验，边做边指导学生读数并让学生记录实验数据；根据数据一起做练习：绘制出“二极管伏安特性曲线”；利用多媒体课件具体分析“二极管伏安特性曲线”的特点，并介绍二极管的主要参数。

这个过程重在强化“实验―记录数据―分析数据―总结规律”的研究方法，并改变以往演示实验的做法，充分发挥学生的主体地位。教师引导学生动脑设计、亲自操作、相互交流、归纳总结，使学生既学习知识又锻炼能力，爱学更会学。5.突破难点，得出结论

用多媒体动画再次深化本节核心问题。综上所述：二极管的伏安特性即电压和电流的关系。

归纳总结得出的结论，用多媒体形象、直观的进行深化，符合思维的连贯和学生认识规律，使学生对知识的印象更加深刻。达到突破本节难点的目的。

（三）总结新知

1.半导体二极管的概念、符号。2.半导体二极管的单向导电性。3.半导体二极管的伏安特性。

使同学们巩固本节课所学新知。布置本节作业，保证下节课教学内容的顺利进行。

（四）拓展新知

至此，教学内容已讲授完毕，根据学生的情况，继续引导同学们思考：什么是LED”，让学生课下利用网络查找。

一方面为下一节课学习作好铺垫，一方面也有利于学生形成完整的知识结构。

七、板书设计

半导体二极管 一、二极管的基本知识： 1.二极管的概念

2.二极管的结构、符号 二、二极管的伏安特性曲线： 1.经过原点 2.正向特性

3.反向特性

第四篇：半导体材料测试技术

常规材料测试技术

一、适用客户：

半导体，建筑业，轻金属业，新材料，包装业，模具业，科研机构，高校，电镀，化工，能源，生物制药，光电子，显示器。

二、金相实验室

• Leica DM/RM 光学显微镜

主要特性：用于金相显微分析，可直观检测金属材料的微观组织，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脱碳层、氮化层及焊接、冷加工、铸造、锻造、热处理等等不同状态下的组织组成，从而判断材质优劣。须进行样品制备工作，最大放大倍数约1400倍。

• Leica 体视显微镜

主要特性：

1、用于观察材料的表面低倍形貌，初步判断材质缺陷；

2、观察断口的宏观断裂形貌，初步判断裂纹起源。

• 热振光模拟显微镜

• 图象分析仪

• 莱卡DM/RM 显微镜附 CCD数码 照相装置

三、电子显微镜实验室

• 扫描电子显微镜(附电子探针)(JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335)

主要特性：

1、用于断裂分析、断口的高倍显微形貌分析，如解理断裂、疲劳断裂（疲劳辉纹）、晶间断裂（氢脆、应力腐蚀、蠕变、高温回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蚀形貌、侵蚀产物分析及焊缝分析。

2、附带能谱，用于微区成分分析及较小样品的成分分析、晶体学分析，测量点阵参数/合金相、夹杂物分析、浓度梯度测定等。

3、用于金属、半导体、电子陶瓷、电容器的失效分析及材质检验、放大倍率：10X—300,000X；样品尺寸：0.1mm—10cm；分辩率:1—50nm。

• 透射电子显微镜（菲利蒲 CM-20,CM-200）

主要特性：

1、需进行试样制备为金属薄膜，试样厚度须<200nm。用于薄膜表面科学分析，带能谱，可进行化学成分分析。

2、有三种衍射花样：斑点花样、菊池线花样、会聚束花样。斑点花样用于确定第二相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件。菊池线花样用于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体精确取向、布拉格位移矢量、电子波长测定。会聚束花样用于测定晶体试样厚度、强度分布、取向、点群

• XRD-Siemens500—X射线衍射仪

主要特性：

1、专用于测定粉末样品的晶体结构（如密排六方，体心立方，面心立方等），晶型，点阵类型，晶面指数，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各组成相的含量及类型的测定。测试时间约需1小时。

2、可升温（加热）使用。

• XRD-Philips X’Pert MRD—X射线衍射仪

主要特性：

1、分辨率衍射仪，主要用于材料科学的研究工作，如半导体材料等，其重现性精度达万分之一度。

2、具备物相分析（定性、定量、物相晶粒度测定；点阵参数测定），残余应力及织构的测定；薄膜物相鉴定、薄膜厚度、粗糙度测定；非平整样品物相分析、小角度散射分析等功能。

3、用于快速定性定量测定各类材料（包括金属、陶瓷、半导体材料）的化学成分组成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精确度为0.1%。

4、同时可观察样品的显微形貌，进行显微选区成分分析。

5、可测尺寸由φ 10 × 10mm至φ280×120mm；最大探测深度：10μm

• XRD-Bruker—X射线衍射仪

主要特点 ：

1、有二维探测系统，用于快速测定金属及粉末样品的晶体结构（如密排六方、体心立方、面心立方等）、晶型、点阵类型、晶面指数、衍射角、布拉格位移矢量。

2、用于表面的残余应力测定、相变分析、晶体织构及各组成相的含量及类型的测定。

3、测试样品的最大尺寸为100×100×10(mm)。

• 能量散射X-射线荧光光谱仪(EDXRF)主要特点：

1、用于快速定性定量测定各类材料（包括金属、陶瓷、半导体材料）的化学成分组成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等。

2、同时可观察样品的显微形貌，进行显微选区成分分析。

3、最大可测尺寸为：φ280×120mm

四、光子/激光光谱实验室

• 傅里叶转换红外光谱仪(Perkin Elmer 1600)主要特点：

1、通过不同的红外光谱来区分不同塑胶等聚合物材料的种类。

2、用于古董的鉴别，譬如：可以分辨翡翠等玉器的真伪。

3、样品的尺寸范围：φ25mm – φ0.1mm

• 紫外可见光谱仪(UV-VIS)主要特性：

1、测试物质对光线的敏感性。譬如：薄膜、电子晶片、透明塑料、化工涂料的透光性或吸光性。

2、测试液体的浓度。波长范围：190nm—1100nm • 拉曼光谱仪(Spex Rama Log 1403)

• 拉曼显微镜光谱仪(T64000)

• 布里渊光谱仪(Sanderock 前后干涉计)

五、表面科学实验室

• 原子发射光谱仪, 俄歇能谱仪(PHI Model 5802)• 原子力显微镜，扫描隧道显微镜(Park 科技)• 高分辨率电子能量损耗能谱仪(LK技术)

• 低能量电子衍射, 原子发射光谱&紫外电子能谱仪(Micron)• 荧光光谱仪

• XPS+AES 电子表面能谱仪

主要特点：

用于表面科学10-12材料迹量，样品表面层的化学成分分析（1μm）以内，超轻元素分析，所测成分是原子数的百分比（He及H除外）；并可分析晶界富集有害杂质原子引起的脆断。

六、热学分析实验室

• 示差扫描热量计（DSC）（Perkin Elmer DSC7,TA MDSC2910）

主要特点：

1、将样品及标样升高相同的温度，通过测试热量（吸热及放热）的变化，来寻找样品相变开始及结束的温度。

2、用于形状记忆合金及多组分材料Tg的测量。

• 差热分析仪DTA/DSC（Setaram Setsys DSC16/ DTA18）

主要特性：

用于热重量分析，利用热效应分析材料及合金的组织、状态转变；可用于研究合金及聚合物的熔化及凝固温度、多型性转变、固溶体分解、晶态与非晶态转变、聚合物的各组份含量分析。

• 动态机械分析仪（DMA）/热机械分析仪（TMA）

主要特点：

1、用于低温合金和低熔点合金材料的热力学及热机械性能分析。

2、用于测定材料的热膨胀系数（包括体膨胀系数和线膨胀系数）、内耗、弹性模量。材料的热膨胀系数受到材料的化学成分，冷加工变形量，热处理工艺等因素的影响。

七、薄膜加工实验室

（一）物理气相沉积(PVD)设备 • 射频和直流源磁控溅射系统。• 离子束沉积系统

• 电子枪沉积系统 • 热蒸发沉积系统 • 脉冲激光沉积系统

• 闭合磁场非平衡磁控溅射离子镀

主要特性：

制备高品质的表面涂层，赋予产品新的性能(譬如：提高表面硬度，抗磨损性及抗刮擦质量，减低摩擦系数等)。在苛刻的工作环境中提高产品的使用寿命，并且改善产品的外观。例如在工业生产涂层的种类：

1、氮化钛膜(TiN)：常用于大多数工具的涂层，包括模具、钻头、冲头、切割刀片等。

2、类金刚石涂层(DLC)---Ti+DLC涂层具有良好硬度及低摩擦系数，适用于耐磨性表面、铸模、冲模、冲头及电机原件；Cr+DLC涂层为不含氢的固体润滑溅射涂层，适用于汽车部件、纺织工业、讯息储存及潮湿环境。

３、含MoS2的金属复合固体润滑涂层—适用于铣刀、钻头、轴承、及极低磨擦需求的环境、如航空及航天科技的应用

（二）化学气相沉积(CVD)设备 • 热丝化学气相沉积系统

• 射频和直流源化学气相沉积系统 • 金属有机分解及熔解凝固沉积系统

• 电子回旋共振-微波等离子化学气相沉积系统

1、等离子体化学气相沉积是一种新型的等离子体辅助沉积技术。在一定压力、温度（大于500℃）及脉冲电压作用下，在产品表面形成各种硬质膜如TiN,TiC,TiCN,(Ti、Si)CN及多层复合膜，显微硬度高达HV2000-2500。

2、PCVD技术可实现离子渗氮、渗碳和镀膜依次渗透复合，可提高产品表面的耐磨损、耐腐蚀及抗热疲劳等性能。适用于钛合金，硬质合金，不锈钢，高速钢及一些模具材料的表面涂层处理。

（三）PIII等离子实验室

1、PIII等离子实验室由一个半导体等离子注入装置和一个多源球形等离子浸没离子注入装置组成，通过将高速等离子体注入工件表面，改变表面层的结构及性能，提高产品的硬度，耐蚀性，减少磨擦力以达到表面强化，延长产品的使用寿命及灵敏度的目的。

2、PIII球形等离子注入技术广泛应用于半导体、生物、材料、航空航天关键组件等各个领域，是一种综合技术，用于合成薄膜及修正强化材料的表面性能。与传统的平面线性等离子注入技术相比，PIII技术可从内壁注入作表面强化处理，极适用于体积庞大而形状不规则的工业产品。

八、材料加工实验室

（一）金属及合金加工实验室 • 行星球磨机

• 激光粒度分析仪(Coulter LS100)

• 比表面积分析仪(NOVA1000)• 滚动磨床 • 水银孔隙率计 • 交流磁化率计 • 振动磁力计

（二）聚合物加工实验室

• 加工成型设备（注塑模、比利时塑料挤出机、压塑模、挤压机）

• 性能测试设备(霍普金森压力系统、FTIR、扫描电镜、透射电镜、光学显微镜及所有来自热学实验室的仪器)

（三）高级陶瓷实验室 • 陶瓷加工成形设备

• 微平衡系统、球磨机与等静压系统(ABB QIH-3)• 电子陶瓷性能测试仪器

标准精度铁电测试系统(镭射技术)，MTI2000 键盘薄膜传感器，压电尺，精密电阻分析仪(HP4294A)，Pico-Amp Meter，直流电压环境。

• 超声波测试系统

先进电子陶瓷--标准化电性能测试系统Signatone Model S106R 用于测试先进电子陶瓷材料（包括片状样品和薄膜样品）的铁电和压电及热释电性能。测试不同温度下电容、电阻的变化曲线及频谱曲线。

九、机械性能测试实验室

• 单一拉伸实验机（型号为Instron 4206和5567）

主要特性：

1、拉伸试验是最常规的塑性材料准静载试验。

2、用于测量各类材料（包括Cu,Al,钢铁，聚合物等）的屈服强度，抗拉（压）强度，剪切强度，断面收缩率，屈服点及制定应力—应变曲线。

3负荷由30KN—1KN。

• 金属疲劳强度测试仪（型号为Instron 8801）• 冲击性能测试机：

（悬臂梁式冲击测试仪（Ceast），落锤式重力冲击测试仪（Ceast））

主要特性：

1、用于测定塑胶及电子材料的冲击韧性σk、应力应变曲线，对材料品质、宏观缺陷、显微组织十分敏感，故常成为材质优劣的度量。

2、最大负荷为19KN，温度变化范围为-50℃—150 ℃，能测出百万分之一秒内时间与力的变化。

• 蠕变测试仪（Creep Testers ESH）

主要特性：

1、用于测定高温和持续载荷作用下金属产生随时间发展的塑性变形量及金属材料在高温下发生蠕变的强度极限。

2、试验使用温度与合金熔点的比值大于0.5，能精确测定微小变形量，试验时间在几万小时以内。

• 维氏显微硬度测试仪Vickers FV-700 主要特性：

1、用于测量显微组织硬度，不同相的硬度，渗层（如氮化层，渗碳层，脱碳层等）及镀层的硬度分布和厚度。

2、硬度—材料对外部物体给予的变形所表现出的抵抗能力的度量，与强度成正比。

第五篇：二极管教案

教师班级日期 课时 1课时 课型 新课地点

教学楼204室 科目

电工电子技术与技能课题 二极管 教学目标

一、知识目标

1.了解二极管的结构、符号 2.掌握二极管的特性 3.掌握用数字万用表测量二极管的方法

二、能力目标 1.能够认识二极管，由外观判断极性 2.学会用面包板搭接一般电路

3.掌握二极管的导电特性

4.掌握万用表的使用，判断二极管好坏和极性的方法

三、情感态度与价值观

通过观看图片、动手做实验，激发学生对学习二极管的求知欲，进而增进学生学习电工电子课程的兴趣。教学重点

1.二极管的结构、符号 2.二极管的特性

3.万用表测量二极管的方法 教学难点

1.学生自主发现二极管的单向导电性

2.数字万用表判断二极管好坏的方法教学方法讲授法、实验法 教学准备

多媒体、任务书 小组分发实验器材

实验器材：数字万用表、电池、面包板、多种类型二极管教学过程设计 教学环节 教师教 学生学 设计意图 导入 新课

PPT上打出日常生活中身边二极管的图片，让学生观查，引入新题。学生观看图片，与老师互动，发现身边中的二极管，提升学生学习兴趣。用熟悉的生活实例导入新课，激发学生学习兴趣、求知欲。二极管就在我们身边。明确 任务

1.学习二极管的基本结构 2.学习二极管的特性 3.学习万用表测量二极管认真倾听，明确这节课所要学习的主要内容。使学生知道这节课的主要内容是什么，重 点掌握什么。

认识二极管结构 1.首先通过PPT动画演示介绍什么是PN结，然后讲解PN结如何封装成二极管，最后指出PN结的重要性。

通过二级管用途的介绍，指出“二极管改变了世界”。2.给出二极管的图形符号

文字符号：VD

3.通过PPT结合发给学生的二极管元件，学习如何从外观判断二极管的极性。同时简单介绍下面三种二极管的用途。

整流VD负极：银色色环；稳压VD负极：黑色色环；发光VD负极：短引脚。认真看、认真听，了解二极管是有极性的电子器件。学生记忆，并在任务书上写下来，总结讨论记忆VD正负极的小技巧，在任务书中写下。认真观察手里的元件，感性学习二极管极性判断，并写入任务书。听老师讲解学习二极管用途。用PPT拆解并讲解PN结的构成，让学生掌握P区正极、N区负极这一知识点。“二极管改变了世界”为下面的实验埋伏笔。

让学生总结规律，发散思维，边学边写边记忆，随堂巩固，加深印象。要求熟记。

锻炼学生观察力，巩固前面的符号极性，也为下一步单向导电实验做准备。要求熟练掌握。做 中 教

实验引入：电子产品引领人类文明的进化，作为常见电子器件，二极管改变了世界，下面做个试验，看二极管是靠什么改变世界的。激发学生兴趣，引发学生自主动手自主发现问题的主观愿望。