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

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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(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)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),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①半導(dǎo)體的電阻率介于和之間.②通過(guò)控制半導(dǎo)體材料的,可以控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能.③一般情況下,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(dòng)化控制、現(xiàn)代照明

2、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①二極管:由PN結(jié)構(gòu)成,具有導(dǎo)電性.②三極管:具有或開(kāi)、關(guān)電流的作用.(2)集成電路:由成千上萬(wàn)個(gè)、、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、處理、和顯示.,單向,放大信號(hào),二極管,三極管,存儲(chǔ),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(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.,

3、下降,負(fù),判斷下列說(shuō)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(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],答案導(dǎo)體的電阻率數(shù)值一般為10-8~10-6Ωm,半導(dǎo)體的為10-5~107Ωm,絕緣體的為108~1020Ωm.,答案,答案,答案(1)半導(dǎo)體有摻雜特性.(2)半導(dǎo)體材料的

4、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.,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(jiàn)特性如表,[知識(shí)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(diǎn):?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?(3)應(yīng)用①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(guò)元件;②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

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(hào)或開(kāi)、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(kāi)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(lái)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(shuō)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

6、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(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,請(qǐng)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(yáng)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.

7、,[知識(shí)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(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(guò)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(cuò)誤.由IL=I干-I2知流過(guò)小燈泡的電流減小,則小燈泡的功率減小,C錯(cuò)誤.,答案,例3(多選)在溫控電路中,通過(guò)熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)電

8、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(chǎng)強(qiáng)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(shí),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(cuò)誤;電容器兩極板間的電壓U2=U-U1,U2變大,由場(chǎng)強(qiáng)E′=Q=CU2可知Q、E′都增大,故A正確,C錯(cuò)誤.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),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,1,2,√,2.(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,

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