半导体及其应用.doc

高一物理教案浠水一中李春山

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第3节半导体及其应用

教学目标：
1、知道什么是半导体。
2、了解半导体的导电特性及常见的半导体材料。
3、了解半导体的应用
课前准备
演示用的欧姆表、热敏电阻、光敏电阻、火柴、手电筒。
课时安排
1课时
教学过程
引入新课
用提问的方式复习上节课学习的知识；什么是半导体？什么是绝缘体？常见的导体有哪些？导体的电阻由哪些因素决定？导体的电阻率跟什么有关？本节课学习导体的电性能及其在集成电路、计算机技术等领域的应用。通过以上简介，激发学生的学习兴趣。
进行新课
金属导体的电阻率一般约为10-8~10-6Ω·m
绝缘体的电阻率一般约为108~1018Ω·m
半导体的电阻一般约为10-5~106Ω·m
[板书]
2、半导体的导电性能
[演示]
（1）半导体热敏电阻（或锗材料三极管3AX系列，e—c极反接）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。将火柴燃烧靠近热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。
[板书]
（1）半导体材料的电阻随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。
[演示]
（2）将半导体材料光敏电阻（或玻璃壳3AX81三极管外壳漆皮刮掉，使用e—c极）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。用手电筒照射光敏电阻时，欧姆表显示其值急剧减小。
[板书]
（2）半导体材料的电阻率随光照而减小，称为半导体的光敏特性。
[板书]
半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。
[板书]
3、半导体导电特性的应用及发展
1960年真空三极管的发明，为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础。1947年，美国贝尔研究所的巴丁、肖克莱、不拉坦研制出第一个晶体三极管。它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础。其功耗极低，而且可靠性高，转换速度快，功能多样尺寸又小。因而成为当时出现的数字计算机的理想器件，并很快在无线电技术和军事上或得广泛的应用，由于研制晶体管，他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖。
半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器等器件。我们现在常见的晶体管有两种，即双极型晶体管和场效应晶体管，它们都是电子计算机的关键器件，前者是计算机中央处理装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储的基本单元。两种晶体管的性能在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。
砷化镓单晶体材料是继锗、硅之后发展起来的新一代半导体材料。它具有迁移率高、禁带宽度大的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要用于光电子和微电技术领域。
电子技术最初的应用领域主要是无线电通讯、广播、电视的发射和接收。雷达作为一种探测敌方飞行器的装置在第二次世界大战中大显身手，成为现代电子技术的一个重要领域。电子显微镜、各种波谱和表面能仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术的一个重要领域。微电子技术和量子电子学是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。
[教学设计说明]
1、本节课的演示实验能够使学生实际体会到半导体的导电特性，并且与金属导电性能加以区别，所以要充分做好实验准备。
2、介绍半导体技术的发展简史时，应尽量结合实际生活中学生比较了解的应用。例如，在计算机技术日益普及的今天，可以通过介绍计算机的只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），让学生了解半导体材料和技术的应用。