项目二任务4 场效应管原理与应用.docx

教案

课题章节

任务4场效应管原理与应用

课型

专业课

课时

4

教具学具

电教设施

多媒体教室、资源库、

教

学

目

标

知识教学点

理解场效应管结构原理；

理解场效应管的电路原理。

能力培养点

能够正确使用场效应管原理实训板;

能够通过场效应管原理实训板实操掌握其原理；

通过场效应管实训电路学习，可以分析其工作特性。

德育渗透点

万事开头难，做人事事情，从开头就要做好

教学重点难点

重点

场效应管结构原理

难点

场效应管结构原理

学法引导

讲授法、讨论法；通过系统介绍引发学生兴趣，给出资料学生获取信息，然后应用所获信息解决问题

教学内容更新、补充、删节

增加近年来的新知识及新的发展动态，删除过时信息

参考资料

课后体会

教与学互动设计

教师活动内容

学生活动内容

时间

课程介绍:

课堂：20%作业（课堂笔记）：20%考试：60%

学习目标：

1.理解场效应管结构原理；

2.理解场效应管的电路原理。

3.能够正确使用场效应管原理实训板;

4.能够通过场效应管原理实训板实操掌握其原理；

5.通过场效应管实训电路学习，可以分析其工作特性。

学习任务描述：

场效应管的功能相当于电路中的“继电器”，被广泛应用于新能源汽车领域中。控制单元根据各传感器的信号运算后，输出相应电压信号，从而控制场效应管导通或者断开，实现控制对应电路模块。

本实训通过搭建电路，分析场效应管的特性，学习场效应管的原理与其作为电子开关的作用，并通过规范的操作，养成良好的职业素养。

知识讲授：

知识链接1：场效应管的认知

场效应晶体管简称场效应管，是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器，属于电压控制型半导体器件。场效应管有三个电极：分别是漏极D、栅极G和源极S，相当于三极管的集电极、基极和发射极。场效应管与三极管类似，也分有两种：N沟道器件和P沟道器件，其主要作用是用栅极G的输入电压来控制漏极D和源极S之间的导通或截止。

知识链接2：场效应管的工作原理

以N沟道的场效应管为例说明其工作原理：场效应管的栅极没有电压输入，漏极连接电源正极，源极连接电源负极，此时，漏极的N型半导体材料与P型半导体材料构成了PN结的反向偏置。在源极与漏极之间不会有电流流过，令场效应管处与截止状态。

当栅极接通正电压时，由于电场的作用，把P型半导体内的负电子吸收出来，并且使自由电子汇集在漏极与源极之间的P型半导体附近，有利于源极与漏极的连通。最后由于漏极与源极存有电压差，电子定向流动，使源极和漏极之间有电流流动。

知识链接3：场效应管的开关作用

实际应用中，场效应管一般作为电控开关来使用。当控制单元输出信号为高电平时，场效应管的漏极与源极导通，相当于闭合的开关，负载直接与电源接通；当控制单元输出信号低电平时，场效应管的漏极与源极截止，相当于闭合的断开，电路可以视为开路。

知识链接4：场效应管与三极管的区别

三极管属于电流驱动型，其放大功能是通过基极的电流来实现的。

场效应管属于电压驱动型，栅极电阻极大，可以视为没有电流经过，所有不消耗电流。场效应管通过电压形成一条电子通道，使漏极和源极导通，从而实现电流放大功能。栅极的电压越高，导通的电流越大，但同时栅极不消耗电流。

相对于三极管，场效应管的有以下的优点：电流消耗量少，导通响应速度迅速。

知识链接5：场效应管与继电器的区别

场效应管与继电器功能相似，实际上都是用小电流去控制大电流运作的一种“开关”。一般情况下，场效应管的栅极与控制单元的引脚连接，根据控制单元的输出信号来执行通断动作。但是场效应管通断的变化速度远远比继电器快，一秒钟可以切换上万次通断，能够快速响应汽车的工况变化。

技能训练：

一、技能训练项目

本次的实训项目为场效应管原理实训板的实训

二、实训组织

1、6-7人一组

2、实习、学习指导（教师分工）

教师负责实训室进行操作示范，指导完成相关学习任务

三、使用设备

场效应管原理实训板、可调电压锂电池模块、连接导线、直流电流表、直流电压表

实施步骤

实训一场效应管原理实训

1、实训积木板的认知

2、实训设备检查与准备

3、识读电路图

4、电路搭建及验证

（1）探究电压Vgs变化过程中，电压Vgs与电流值Ig的变化情况。

（2）探究电压Vgs变化过程中，电压Vgs与电流值Id的变化情况。

（3）探究电压Vgs变化过程中，电压Vgs与电压值Vds的变化情况。

实训二：汽车电磁阀原理实训

1、实训积木板的认知

2、实训设备检查与准备

3、识读电路图

4、电路搭建及验证

（1）探究场效应管的开关特性。

（2）探究G极的信号频率与场效应管通断频率的关系。

五、安全和纪律要求

1、穿好工作服、讲究仪容仪表

2、服从安排，遵守纪律