三半导体其应用.doc

三 半导体及其应用 【教学目标】 1、知识目标 (1)知道什么是半导体； (2)了解半导体的导电特性及常见半导体材料； (3)了解半导体的的应用。 2、能力目标 培养学生通过多种途径获取新知识的能力。 3、德育目标 通过介绍半导体集成电路和计算机等领域的应用，培养学生热爱科技的高尚品质。 【教学重点】 半导体的导电特性。 【教学难点】 半导体导电特性的应用。 【教学方法】 讲授法、实验法。 【教具准备】 演示用多用电表、热敏电阻、光敏电阻、火柴、手电筒。 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、导入新课 上节课我们学习了电阻定律，知道导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度和温度等有关，且金属导体的电阻率随温度的升高而变大。在实际中也有一些特殊材料，它们有一些独特的导电特点，这些材料有着较为广泛重要的用途。本节课我们来学习这些材料的特点及其应用。 二、新课教学 1、半导体 问题：回忆初中学过的导体、绝缘体、半导体的概念。 容易导电的物体称为导体； 不容易导电的物体称为绝缘体； 导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体。 其实导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，只是绝缘体的电阻率很大。 (1)半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小，这种材料称为半导体。 问题：列举几种常见的半导体材料。 锗、硅、砷化镓、锑化铟等都是半导体材料。 (简介半导体的自由电子－空穴对的导电机理，解释半导体的导电特性) (2)从电阻率的观点认识导体、绝缘体、半导体 金属导体的电阻率约为10－8～10－6Ω·m 绝缘体的电阻率约为108～1018Ω·m 半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，约为10－5～106Ω·m 总结：导体的电阻率一般很小，绝缘体的电阻率一般很大。 2、半导体的导电特性 (1)半导体的热敏特性 演示：将半导体热敏电阻与演示用欧姆表串联，用燃烧的火柴靠近热敏电阻。 现象：开始时欧姆表指针指示电阻较大，用燃烧的火柴靠近热敏电阻时，其阻值急剧减小。 总结：有些半导体材料的电阻随温度升高而减小。 (温度升高，半导体中的自由电子－空穴对的数目增加，半导体的导电性能增强，电阻减小) 半导体材料的电阻随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。 巩固练习 如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”档，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时指针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，指针将向________（填“左”或“右”）转动；若用电吹风机向Rt吹热风，指针将向________（填“左”或“右”）转动。 (答案：左 右) (2)半导体的光敏特性 演示：将光敏电阻与演示欧姆表串联，用手电筒照射光敏电阻。 现象：开始时欧姆表指针指示电阻较大，用手电筒照射光敏电阻时，其阻值急剧减小。 总结：有些半导体材料的电阻在光照下大大减小。 (受到光照后，半导体中的自由电子－空穴对的数目增加，半导体的导电性能增强，电阻减小) 半导体材料的电阻随光照而减小，称为半导体的光敏特性。 巩固练习 如图7所示，电路中电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D相距不远，距离不变。下列说法中正确的是( ) A．当滑动触头P左移时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头P左移时，L消耗的功率减小 C．当滑动触头P右移时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变 (答案：A) (3)半导体的掺杂特性 在纯净的半导体材料中掺入微量的杂质，会使它的电阻急剧变化，半导体的导电性能大大增强，称为半导体的掺杂特性。 (如果掺入3价杂质，每个杂质原子能提供一个空穴，半导体中将出现大量的空穴，与自由电子－空穴对一起形成导电微粒，半导体的导电性能增强，电阻减小；如果掺入5价杂质，每个杂质原子能提供一个自由电子，半导体中将出现大量的自由电子，与自由电子－空穴对一起形成导电微粒，半导体的导电性能增强，电阻减小；) 3、半导体的应用及发展 半导体独特的导电特性是导体和绝缘体所没有的，所以半导体在现代技术中有重要的应用。 (1)利用半导体材料可以制成热敏电阻、光敏电阻、传感器、晶体二极管、晶体三极管等电子元件。 利用半导体的热敏特性，可以用半导体材料制成体积很小的热敏电阻，它能将温度变化转化为电信号，测量这种电信号，就可以知道温度变化的情况。这种测量方法反应快，精度高。 利用半导体的光敏特性，可以用半导体材料制成体积很小的光敏电阻，它能将光信号转化为电信号。光敏电阻可以起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛的应用。 利用半导体的掺杂特性，再加上特殊的制作工艺，人们制成了晶体二极管和晶体三极管。晶体二极管和晶体三极管在电子线路中也