2半導(dǎo)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)一、半導(dǎo)體的特性、晶體管、集成電路1半導(dǎo)體(1)概念：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)(2)特性半導(dǎo)體的電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間通過控制半導(dǎo)體材料的雜質(zhì)濃度，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線性關(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(dòng)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，具有單向?qū)щ娦匀龢O管：具有放大信號(hào)或開、關(guān)電流的作用(2)集成電路：由成千上萬個(gè)二極管、三極管、電阻和電容等元件構(gòu)成的芯片，其作用是對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、控制和顯示二、各種特殊性能的半導(dǎo)體器件1光敏電阻：一種受光照射，電阻率迅速下降的半導(dǎo)體器件，常用于一些自動(dòng)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)體器件一種是負(fù)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)體器件即學(xué)即用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()一、半導(dǎo)體的特性晶體管、集成電路導(dǎo)學(xué)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？答案導(dǎo)體的電阻率數(shù)值一般為108106m，半導(dǎo)體的為105107m，絕緣體的為1081020m.2與導(dǎo)體相比，半導(dǎo)體有哪些不同？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(duì)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(shí)嗎？答案半導(dǎo)體材料可制作二極管、三極管、集成電路等知識(shí)深化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(huì)改變電阻值壓敏元件稱重計(jì)摻雜特性摻入微量的雜質(zhì)可使導(dǎo)電性能劇增晶體管發(fā)光二極管2.二極管(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)：?jiǎn)蜗驅(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(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(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(hào)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(hào)；在計(jì)算機(jī)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(diǎn)：電信號(hào)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(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、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?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D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(cuò)；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(cuò)，D對(duì)二、各種特殊性能的半導(dǎo)體器件導(dǎo)學(xué)探究請(qǐng)列舉一些半導(dǎo)體器件答案熱敏電阻、光敏電阻等知識(shí)深化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(zhǎng)，不易破損例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)()圖1A電壓表的示數(shù)增大BR2中電流增大C小燈泡的功率增大D電路的路端電壓增大答案BD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，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(cuò)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(cuò)誤例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(duì)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)()圖2A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(chǎng)強(qiáng)度減小DR1消耗的功率增大答案AB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(cuò)誤；電容器兩極板間的電壓U2UU1，U2變大，由場(chǎng)強(qiáng)E，QCU2可知Q、E都增大，故A正確，C錯(cuò)誤.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(jī)器狗B白熾燈泡C普通干電池D滑動(dòng)變阻器答案A2(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(cè)點(diǎn)的溫度升高，那么()圖3A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C一、選擇題考點(diǎn)一半導(dǎo)體的特性、晶體管、集成電路1如圖1所示的電子體溫計(jì)根據(jù)流過半導(dǎo)體制成的感溫頭的電流來反映人的體溫，這利用半導(dǎo)體()圖1A良好的導(dǎo)電特性B良好的絕緣特性C電阻隨溫度變化而變化的特性D電阻隨光照變化而變化的特性答案C考點(diǎn)二各種特殊性能的半導(dǎo)體器件2關(guān)于光敏電阻，下列說法正確的是()A受到光照越強(qiáng)，電阻越小B受到光照越弱，電阻越小C它的電阻與光照強(qiáng)弱無關(guān)D以上說法都不正確答案A3如圖2所示，定值電阻R1，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT，小燈泡L，當(dāng)溫度降低時(shí)()圖2AR1兩端的電壓增大B電流表的示數(shù)增大C小燈泡的亮度變強(qiáng)D小燈泡的亮度變?nèi)醮鸢窩4(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖3所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是()圖3A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻答案AC解析熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨光照變化5(多選)如圖4所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，RT為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，R為光敏電阻，閉合開關(guān)后，小燈泡L正常發(fā)光，由于環(huán)境條件改變(光照或溫度)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，則引起小燈泡變暗的原因可能是()圖4A溫度不變，光照增強(qiáng)B溫度升高，光照不變C溫度降低，光照增強(qiáng)D溫度升高，光照減弱答案AC解析由題圖可知，當(dāng)光敏電阻阻值減小或熱敏電阻阻值增大時(shí)，小燈泡L都會(huì)變暗，結(jié)合光敏電阻和熱敏電阻特性可知，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若光敏電阻阻值減小的同時(shí)，熱敏電阻的阻值增大，小燈泡L也會(huì)變暗，C項(xiàng)正確；若熱敏電阻阻值減小，光敏電阻阻值增大，則小燈泡變亮，D項(xiàng)錯(cuò)誤6上海世博會(huì)場(chǎng)里很多的照明燈是LED燈，LED燈是一種新型的高效節(jié)能光源，它的核心元件是發(fā)光二極管現(xiàn)在用的發(fā)光二極管主要是由下列哪種材料制成()A陶瓷材料B金屬材料C半導(dǎo)體材料D納米材料答案C7如圖5所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，R與LED相距不遠(yuǎn)，下列說法中正確的是()圖5A當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變答案A二、非選擇題8(半導(dǎo)體器件)如圖6所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將多用電表的兩支表筆分別與光敏電阻R的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中央若用不透光的黑紙將R包裹起來，表針將向_(填“左”或“右”)擺動(dòng)；若用手電筒的光照射R，表針將向_(填“左”或“右”)擺動(dòng)圖6答案左右解析光敏電阻受光照越強(qiáng)，電阻越小，所以將R用不透光的黑紙包起來，電阻增大，表針向左擺動(dòng)；若用手電筒的光照射R，電阻減小，表針向右擺動(dòng)9(半導(dǎo)體器件)如圖7所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將多用電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中央若在RT上擦一些酒精，表針將如何擺動(dòng)？若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將如何擺動(dòng)？圖7答案見解析解析由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，表針應(yīng)向左擺動(dòng)；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，熱敏電阻RT溫度升高，電阻值減小，表針將向右擺動(dòng)