高中物理 第三章 固體和液體 2 半導(dǎo)體課件 教科版選修33

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1、2半導(dǎo)體第三章固體和液體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道半導(dǎo)體的特性.2.知道半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦?3.了解半導(dǎo)體三極管和集成電路的作用.4.知道光敏電阻、熱敏電阻、光電池和發(fā)光二極管的作用及其特點(diǎn).內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)自主預(yù)習(xí)一、半導(dǎo)體的特性、晶體管、集成電路一、半導(dǎo)體的特性、晶體管、集成電路1.半導(dǎo)體(1)概念： 介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì).(2)特性半導(dǎo)體的電阻率介于 和 之間.通過控制半導(dǎo)體材料的 ，可以控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能.一般情況下，金屬導(dǎo)體的電阻率與溫度成 關(guān)系，而半導(dǎo)體的電阻率與溫度的關(guān)系較為復(fù)雜.(3)應(yīng)用：在信息

2、技術(shù)、自動化控制、現(xiàn)代照明系統(tǒng)等方面應(yīng)用廣泛.(4)分類：N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體.導(dǎo)電性能導(dǎo)體絕緣體雜質(zhì)濃度線性2.晶體管和集成電路(1)晶體管二極管：由PN結(jié)構(gòu)成，具有 導(dǎo)電性.三極管：具有 或開、關(guān)電流的作用.(2)集成電路：由成千上萬個(gè) 、 、電阻和電容等元件構(gòu)成的芯片，其作用是對信息進(jìn)行 、處理、 和顯示.單向放大信號二極管三極管存儲控制二、各種特殊性能的半導(dǎo)體器件二、各種特殊性能的半導(dǎo)體器件1.光敏電阻：一種受光照射，電阻率迅速 的半導(dǎo)體器件，常用于一些自動控制的裝備中.2.熱敏電阻：在溫度變化時(shí)，電阻率迅速變化的半導(dǎo)體器件.一種是 溫度系數(shù)熱敏電阻；一種是正溫度系數(shù)熱敏電阻.3.發(fā)

3、光二極管：通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件.下降負(fù)判斷下列說法的正誤.(1)半導(dǎo)體的電阻率與溫度的關(guān)系為線性關(guān)系.( )(2)二極管可以將直流變成交流.( )(3)光敏電阻是利用半導(dǎo)體材料在光照條件下其電阻率迅速下降制成的.( )(4)所有熱敏電阻的阻值都隨溫度升高而減小.( )即學(xué)即用即學(xué)即用答案重點(diǎn)探究重點(diǎn)探究1.根據(jù)材料的導(dǎo)電性能，可以把固體材料分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體，你知道它們的電阻率分別處于什么范圍嗎？一、半導(dǎo)體的特性晶體管、集成電路導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究答案答案導(dǎo)體的電阻率數(shù)值一般為108106 m，半導(dǎo)體的為105107 m，絕緣體的為1081020 m.答案答案答案答案(1)半導(dǎo)體有摻雜特

4、性.(2)半導(dǎo)體材料的電阻率與溫度的關(guān)系較為復(fù)雜.(3)有些半導(dǎo)體材料對溫度、光照非常敏感，當(dāng)溫度或光照發(fā)生微小改變時(shí)，電阻率可迅速發(fā)生變化.3.你了解半導(dǎo)體材料的一些應(yīng)用知識嗎？答案答案半導(dǎo)體材料可制作二極管、三極管、集成電路等.2.與導(dǎo)體相比，半導(dǎo)體有哪些不同？1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可由外界條件所控制，常見特性如表半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可由外界條件所控制，常見特性如表知識深化知識深化特性名稱特性內(nèi)容用途應(yīng)用實(shí)例熱敏特性半導(dǎo)體材料受熱后，電阻率隨溫度升高而迅速變化熱敏電阻熱敏溫度計(jì)光敏特性半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)，電阻率迅速下降光敏電阻光電計(jì)時(shí)器壓敏特性半導(dǎo)體材料受壓時(shí)會改變電阻值壓敏元件稱重計(jì)摻雜特性

5、 摻入微量的雜質(zhì)可使導(dǎo)電性能劇增晶體管發(fā)光二極管2.二極管二極管(1)結(jié)構(gòu)：N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體的結(jié)合體.(2)特點(diǎn)：單向?qū)щ娦?(3)應(yīng)用半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦裕磧H允許電流由一個(gè)方向通過元件；半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用：檢波、鑒頻、限幅、電源設(shè)備的整流電路、電源供給電路中的穩(wěn)壓等均應(yīng)用了半導(dǎo)體二極管.3.三極管三極管(1)結(jié)構(gòu)：兩層N型夾入一層P型，或兩層P型夾入一層N型.(2)作用：放大信號或開、關(guān)電流.(3)用途：在晶體管收音機(jī)、電視機(jī)里用于放大信號；在計(jì)算機(jī)中作為開關(guān)和其他用途.4.集成電路集成電路(1)結(jié)構(gòu)：把許多二極管、三極管等晶體管，以及電阻、電容等元件做在一塊半導(dǎo)體芯片(硅晶片

6、)上制成的電路.(2)特點(diǎn)：電信號在其中傳輸速度極快.(3)用途：各種電子儀表、家用電器、電腦之中，都包含有各種類型的芯片，用來對信息進(jìn)行存儲、處理、控制和顯示.例例1關(guān)于半導(dǎo)體下列說法正確的是 A.固體材料分兩類，一類是導(dǎo)體，另一類是絕緣體B.半導(dǎo)體就是一半導(dǎo)電，即正方向?yàn)閷?dǎo)體，反方向?yàn)榻^緣體C.半導(dǎo)體的電阻率與溫度成線性關(guān)系，即隨溫度升高而均勻增大D.利用半導(dǎo)體的特性，可以制成各種不同性能的器件答案解析解析解析半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間，故A、B錯；半導(dǎo)體的電阻率與溫度的關(guān)系較為復(fù)雜，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小.利用半導(dǎo)體的特性，可以制成各種不同性能的器件，故C錯，

7、D對.二、各種特殊性能的半導(dǎo)體器件請列舉一些半導(dǎo)體器件.導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究答案答案答案熱敏電阻、光敏電阻等.1.熱敏電阻的電阻率隨溫度升高可減小也可增大，光敏電阻在光照條件下電阻率迅速下降.2.光電池特性：將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換成電能.應(yīng)用：為衛(wèi)星、計(jì)算器等提供能量.3.發(fā)光二極管(LED)特性：通電后能發(fā)光.優(yōu)點(diǎn)：效率高、壽命長，不易破損.知識深化知識深化答案例例2(多選)如圖1所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度減弱時(shí) A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流增大C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大解析圖1解析解析當(dāng)光照減弱時(shí)，R3的阻值增大，則并聯(lián)部分的阻值增大

8、，進(jìn)而并聯(lián)部分的電壓增大，流過R2的電流I2增大，B正確.由于外電路的阻值變大，路端電壓增大，D正確.電路的總電阻增大，則干路電流I干減小，由UR1I干R1知，電壓表的示數(shù)減小，A錯誤.由ILI干I2知流過小燈泡的電流減小，則小燈泡的功率減小，C錯誤.答案例例3(多選)在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制.如圖2所示的電路，R1為定值電阻，RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，C為電容器.當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)A.電容器C的帶電荷量增大B.電壓表的讀數(shù)增大C.電容器C兩極板間的電場強(qiáng)度減小D.R1消耗的功率增大解析圖2解析解析當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，熱敏電阻阻值變大，電路的總電阻變

9、大，由I 知I變小，又UEIr，則電壓表的讀數(shù)U增大，B正確；又由U1IR1及P1I2R1可知U1變小，R1消耗的功率P1變小，D錯誤；電容器兩極板間的電壓U2UU1，U2變大，由場強(qiáng)E QCU2可知Q、E都增大，故A正確，C錯誤.達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測1.(半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的特性)下列物體中，用到了半導(dǎo)體材料的是 A.智能機(jī)器狗B.白熾燈泡C.普通干電池 D.滑動變阻器答案122.(半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件)半導(dǎo)體溫度計(jì)是利用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻制造的.如圖3所示，如果待測點(diǎn)的溫度升高，那么 A.熱敏電阻變大，靈敏電流表示數(shù)變大B.熱敏電阻變大，靈敏電流表示數(shù)變小C.熱敏電阻變小，靈敏電流表示數(shù)變大D.熱敏電阻變小，靈敏電流表示數(shù)變小答案12圖3