2018-2019版高中物理 第三章 固體和液體 2 半導體課件 教科版選修3-3.ppt

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1、2半導體,第三章固體和液體,[學習目標],1.知道半導體的特性.2.知道半導體二極管的單向?qū)щ娦?3.了解半導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,自主預習預習新知夯實基礎,自主預習,一、半導體的特性、晶體管、集成電路,1.半導體(1)概念：介于導體與絕緣體之間的物質(zhì).(2)特性①半導體的電阻率介于和之間.②通過控制半導體材料的，可以控制半導體的導電性能.③一般情況下，金屬導體的電阻率與溫度成關系，而半導體的電阻率與溫度的關系較為復雜.(3)應用：在信息技術、自動化控制、現(xiàn)代照明

2、系統(tǒng)等方面應用廣泛.(4)分類：N型半導體和P型半導體.,導電性能,導體,絕緣體,雜質(zhì)濃度,線性,2.晶體管和集成電路(1)晶體管①二極管：由PN結(jié)構成，具有導電性.②三極管：具有或開、關電流的作用.(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體器件,1.光敏電阻：一種受光照射，電阻率迅速的半導體器件，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)光的半導體器件.,

3、下降,負,判斷下列說法的正誤.(1)半導體的電阻率與溫度的關系為線性關系.()(2)二極管可以將直流變成交流.()(3)光敏電阻是利用半導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.(),[即學即用],答案,,,√,,重點探究,1.根據(jù)材料的導電性能，可以把固體材料分為導體、半導體和絕緣體，你知道它們的電阻率分別處于什么范圍嗎？,一、半導體的特性晶體管、集成電路,[導學探究],答案導體的電阻率數(shù)值一般為10－8～10－6Ωm，半導體的為10－5～107Ωm，絕緣體的為108～1020Ωm.,答案,答案,答案(1)半導體有摻雜特性.(2)半導體材料的

4、電阻率與溫度的關系較為復雜.(3)有些半導體材料對溫度、光照非常敏感，當溫度或光照發(fā)生微小改變時，電阻率可迅速發(fā)生變化.,3.你了解半導體材料的一些應用知識嗎？,答案半導體材料可制作二極管、三極管、集成電路等.,2.與導體相比，半導體有哪些不同？,1.半導體的導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：N型半導體與P型半導體的結(jié)合體.(2)特點：單向?qū)щ娦?(3)應用①半導體二極管具有單向?qū)щ娦?，即僅允許電流由一個方向通過元件；②半導體二極管的應用：檢波、鑒頻、限幅、電源設備的整流電路、電源供給電路中的穩(wěn)壓等均應用了半導體二極管.,3.三極管(1)結(jié)構：兩層N

5、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和其他用途.4.集成電路(1)結(jié)構：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關于半導體下列說法正確的是A.固體材料分兩類，一類是導體，另一類是絕緣體B.半導體就是一半導電，即正方向為導體，反方向為絕緣體C.半導體的電阻率與溫度成線性關系，即隨溫度升高而均

6、勻增大D.利用半導體的特性，可以制成各種不同性能的器件,答案,解析,√,解析半導體的導電性能介于導體與絕緣體之間，故A、B錯；半導體的電阻率與溫度的關系較為復雜，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體器件,請列舉一些半導體器件.,[導學探究],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.

7、,[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

8、路相關物理量的控制.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.(半導體的特性)下列物體中，用到了半導體材料的是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.(半導體器件)半導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,