2018-2019版高中物理 第三章 固体和液体 2 半导体学案 教科版选修3-3

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1、2　半导体[学习目标]　1.知道半导体的特性.2.知道半导体二极管的单向导电性.3.了解半导体三极管和集成电路的作用.4.知道光敏电阻、热敏电阻、光电池和发光二极管的作用及其特点．一、半导体的特性、晶体管、集成电路1．半导体(1)概念：导电性能介于导体与绝缘体之间的物质．(2)特性①半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间．②通过控制半导体材料的杂质浓度，可以控制半导体的导电性能．③一般情况下，金属导体的电阻率与温度成线性关系，而半导体的电阻率与温度的关系较为复杂．(3)应用：在信息技术、自动化控制、现

2、代照明系统等方面应用广泛．(4)分类：N型半导体和P型半导体．2．晶体管和集成电路(1)晶体管①二极管：由PN结构成，具有单向导电性．②三极管：具有放大信号或开、关电流的作用．(2)集成电路：由成千上万个二极管、三极管、电阻和电容等元件构成的芯片，其作用是对信息进行存储、处理、控制和显示．二、各种特殊性能的半导体器件1．光敏电阻：一种受光照射，电阻率迅速下降的半导体器件，常用于一些自动控制的装备中．2．热敏电阻：在温度变化时，电阻率迅速变化的半导体器件．一种是负温度系数热敏电阻；一种是正温度系数热

3、敏电阻．3．发光二极管：通电后能发光的半导体器件．[即学即用]　判断下列说法的正误．(1)半导体的电阻率与温度的关系为线性关系．(×)(2)二极管可以将直流变成交流．(×)(3)光敏电阻是利用半导体材料在光照条件下其电阻率迅速下降制成的．(√)(4)所有热敏电阻的阻值都随温度升高而减小．(×)一、半导体的特性　晶体管、集成电路[导学探究]1．根据材料的导电性能，可以把固体材料分为导体、半导体和绝缘体，你知道它们的电阻率分别处于什么范围吗？答案　导体的电阻率数值一般为10－8～10－6Ω·m，半导体

4、的为10－5～107Ω·m，绝缘体的为108～1020Ω·m.2．与导体相比，半导体有哪些不同？答案　(1)半导体有掺杂特性．(2)半导体材料的电阻率与温度的关系较为复杂．(3)有些半导体材料对温度、光照非常敏感，当温度或光照发生微小改变时，电阻率可迅速发生变化．3．你了解半导体材料的一些应用知识吗？答案　半导体材料可制作二极管、三极管、集成电路等．[知识深化]1．半导体的导电性能可由外界条件所控制，常见特性如表特性名称特性内容用途应用实例热敏特性半导体材料受热后，电阻率随温度升高而迅速变化热敏电

5、阻热敏温度计光敏特性半导体材料受到光照时，电阻率迅速下降光敏电阻光电计时器压敏特性半导体材料受压时会改变电阻值压敏元件称重计掺杂特性掺入微量的杂质可使导电性能剧增晶体管发光二极管2.二极管(1)结构：N型半导体与P型半导体的结合体．(2)特点：单向导电性．(3)应用①半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件；②半导体二极管的应用：检波、鉴频、限幅、电源设备的整流电路、电源供给电路中的稳压等均应用了半导体二极管．3．三极管(1)结构：两层N型夹入一层P型，或两层P型夹入一层N型．(

6、2)作用：放大信号或开、关电流．(3)用途：在晶体管收音机、电视机里用于放大信号；在计算机中作为开关和其他用途．4．集成电路(1)结构：把许多二极管、三极管等晶体管，以及电阻、电容等元件做在一块半导体芯片(硅晶片)上制成的电路．(2)特点：电信号在其中传输速度极快．(3)用途：各种电子仪表、家用电器、电脑之中，都包含有各种类型的芯片，用来对信息进行存储、处理、控制和显示．例1　关于半导体下列说法正确的是(　　)A．固体材料分两类，一类是导体，另一类是绝缘体B．半导体就是一半导电，即正方向为导体，反

7、方向为绝缘体C．半导体的电阻率与温度成线性关系，即随温度升高而均匀增大D．利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件答案　D解析　半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，故A、B错；半导体的电阻率与温度的关系较为复杂，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小．利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件，故C错，D对．二、各种特殊性能的半导体器件[导学探究]　请列举一些半导体器件．答案　热敏电阻、光敏电阻等．[知识深化]1．热敏电阻的电阻率随温度升高可减小也可增大，光敏电阻在光照条件下电阻率迅速下

8、降．2．光电池特性：将太阳辐射直接转换成电能．应用：为卫星、计算器等提供能量．3．发光二极管(LED)特性：通电后能发光．优点：效率高、寿命长，不易破损．例2　(多选)如图1所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时(　　)图1A．电压表的示数增大B．R2中电流增大C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大答案　BD解析　当光照减弱时，R3的阻值增大，则并联部分的阻值增大，进而并联部分的电压增大，流过R2的电流I2增大，B正确．由于外电路的阻值变大，