2半導(dǎo)體 第三章固體和液體 學(xué)習(xí)目標 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 內(nèi)容索引 重點探究啟迪思維探究重點 達標檢測檢測評價達標過關(guān) 自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ) 自主預(yù)習(xí) 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 電阻和電容等元件構(gòu)成的芯片 其作用是對信息進行 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 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 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)光二極管 通電后能發(fā)光的半導(dǎo)體器件 下降 負 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 答案 重點探究 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 答案導(dǎo)體的電阻率數(shù)值一般為10 8 10 6 m 半導(dǎo)體的為10 5 107 m 絕緣體的為108 1020 m 答案 答案 答案 1 半導(dǎo)體有摻雜特性 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 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 知識深化 2 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 單向?qū)щ娦?3 應(yīng)用 半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦?即僅允許電流由一個方向通過元件 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 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 電視機里用于放大信號 在計算機中作為開關(guān)和其他用途 4 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 上制成的電路 2 特點 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 用來對信息進行存儲 處理 控制和顯示 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 即正方向為導(dǎo)體 反方向為絕緣體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 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 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 效率高 壽命長 不易破損 知識深化 答案 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)照射光強度減弱時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 解析當(dāng)光照減弱時 R3的阻值增大 則并聯(lián)部分的阻值增大 進而并聯(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UR1 I干R1知 電壓表的示數(shù)減小 A錯誤 由IL I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兩極板間的電場強度減小D R1消耗的功率增大 解析 圖2 解析當(dāng)環(huán)境溫度降低時 熱敏電阻阻值變大 電路的總電阻變大 由I 知I變小 又U E Ir 則電壓表的讀數(shù)U增大 B正確 又由U1 IR1及P1 I2R1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U2 U U1 U2變大 由場強E Q CU2可知Q E 都增大 故A正確 C錯誤 達標檢測 1 半導(dǎo)體的特性 下列物體中 用到了半導(dǎo)體材料的是A 智能機器狗B 白熾燈泡C 普通干電池D 滑動變阻器 答案 1 2 2 半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體溫度計是利用負溫度系數(shù)的熱敏電阻制造的 如圖3所示 如果待測點的溫度升高 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 1 2 圖3