第二节《半导体》教案1
教学目标
1 ?知识与技能 明白导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，明白半导体二极 管的单向导电性.
2?过程与方法 通过探究实验认识导体、绝缘体、半导体二极管的电气特性. 3 ?情感、态度与价值观 了解半导体材料的广泛使用及其对科学、社会的促进 作用. 教学预备
实验器材：电源、灯泡、导线、假设干待测材料〔如
铜、铁、铝等导体，酸、
、接
碱、盐的水溶液，纯水、自来水，玻璃、橡胶、铅笔杆、塑料圆珠笔杆等〕
线板、接线柱〔或带导线的金属夹〕、开关、电阻、半导体二极管、光电二极管、 热敏电阻、发光二极管、三极管及集成电路。酒精灯、电磁继电器 教学设计 讲明 复习引
教师活动 1、 材料的物理性质有哪些？ 2、 材料分为哪四大类？ 让学生摸索回答： 引导学生摸索，依照材料的导电性可 将材料分为哪几类？ 一、材料的导电性 进行新 课
学生活动
1、 导热性、导电性、磁性、密度、比热容、 弹性、硬度、延展性、透光性、状态等
2、 金属、无机非金属、有机高分子材料及 复合
〔引入课题〕 材料
依照导电性可分为：导体、半导体及绝缘 体。 1、读课本P156内容，了解材料按导电性 分为导体、半导体及绝缘体三大类。
1、让学生读课本P156内容，口头填 表 导体 绝缘体 导电性介于导体和绝缘体之间，而且电阻 随温度的增加而减小，这种材料叫做半导 体。常见的半
定义 种类 导体材料有：硅、砷化镓、 锑化铟、锗等. 学会设计判 定导体与绝 缘体的实验
作用 缘故 联系 2、实验探究：物质的导电性 仪器与器材：电源、灯泡、导线、 带导线 的金属夹（俗称鳄鱼夹）、待测材料如 硬币、铅笔芯、水湿木材、橡皮擦， 塑料尺等（能够用其他材料代替，另 教师提供部分待测材料）?
装置电 路图，并 用周围 材料进 行实验
实验参考电路，如右图所示 3、导体和绝缘体并没有绝对界限 如右图甲，闭合开关灯不亮?用 酒精灯给玻璃加热到红炽状态，
小灯
1、 观看教师展现的各种半导体元件， 并对
比课本P157内容，初步认识各种半导体元 件及其某些特点。
2、 明确实 验的器材、 电路及步 骤。对实验 观看、记 录，分析得 出实验结 论。
〔半导体 二极管仅 承诺电流从其正极流入，这种特性叫做半 导体二极管的单向导电性〕。 1、看课本P158- 159页，了解半导体的应 用。
泡发光（如图乙）?这一现象讲明了什 么？
进行新
玻璃在通常情形下是相当好的绝缘 体.当对其加热到红炽状态时，小灯 泡发光，讲明玻璃变成导体了。 二、 半导体元件
1、 展现各种半导体元件：半导体二 极管、光电二极管、热敏电阻、发光 二极管、三极管及集成电路等 2、 演示实验：
探究半导体二极管单向导电特性 仪器与器
材：电源、半导体二极
管V、电阻R、灯泡、导线、接线板、 接线柱.
实验电路，如右图所示.
步骤：（1）取一个电阻R和一个半 导体二极管V,分不接成如图中（a）、 （b）所示电路?闭合开关，观看灯泡 发光情形.（2）把电池的正、负极互 相调换后，将变成如图中（c）、（d）所 示的电路?闭合开关，观看灯泡发光 情形.
分析得出结论 三、 半导体的应用
1、 让学生看课本 P158-159页，通 过”太阳能电池、条形码扫描器、微 处理器、机器人〃等内容，了解半导 体的应用。 2、 演示实验：
光控照明电路
思路与技巧： 依照光电二极管的特 性，光照耀光电二极管时，光电二极 管导通，被操纵的灯泡发光，现在的 光电二极管相当于一个开关.
小结 作业
其原理
依据板书，归纳总结
器材：一号干电池 2节；200 Q滑动变阻 器1只；单刀开关1只；发光二极管1只; 导线假设干.
图如图甲.但光电二极管的工作电流 较小，直截了当将光电二极管与灯泡 串联，容易烧坏光电二极管；因此， 电路设计应运用电磁继电器以小电 流操纵大电流?其设计图如图乙 依照板书，学生小结 绝缘体在一定条件下能够变成导体!
补充作业：小雨学习发光二极管时提 出：灯泡发光的亮暗可用滑动变阻器 调剂，发光二极管的亮暗也可用滑动 变阻器调剂。你认为那个结论是否正 确？请设计实验进行探究。写出器 材、步骤和结论。 步骤：①按图所示 那样，把电路连接 起来?接通开关， 观看发光二极管是 否发光阻，观看发光的变化.当滑片 向a端滑时，发光二极管变亮?结论：发 光二极管的亮暗可用滑动变阻器调剂?电 路中的电阻增大，电流减小，发光二极管 变暗；电路中的电阻减小，电流增大，发 光二极管变亮.?②用滑动 变阻器改变串联在 电路中的电板书设计
§ 19 — 2 半导体
一、材料的导电性 二、半导体元件
1、导体和绝缘体 1、 各种半导体元件：半导体 二极
导体 绝缘体 管、光电二极管、热敏电 阻、发疋 光二极管、三极管及集 成电路
义 2、 实验
种 类 作 用 二极管的 G沖 单向导电 —
缘 特性
故 联 系 2、 半导体
3、 导体和绝缘体并没有绝对 界限
教学反思
三、半导体的应用
——1
教学参考
半导体和半导体二极管 ⑴半导体
我们明白，容易导电的物体叫做导体，不容易导电的物体叫做绝缘体。事实上， 导体和绝缘体之间的界限。绝缘体并非绝对不导电，只是绝缘体的电阻率专门大。 在室温下，金属导体的电阻率一样约为
10-8?10-6 m，绝缘体的电阻率
一样约为108?1018Q?m假如给长为Im、横截面积为1 x 10-4m2的一段绝缘 体两端加上1V电压，通过的电流仅为10-14?10-4A。
有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间， 而且电阻不随温度的增 加而增加，反而随温度的增加而减少， 这种材料叫做半导体，半导体的电阻率约 为10-5?106 m锗、硅、砷化傢、锑化铟等差不多上半导体材料。半导 体的导电性能能够由外界条件所操纵，如改变半导体的温度，使半导体受到光照， 在半导体中加入其它微量杂质，都能够使半导体的导电性能成百万倍地发生变 化。这种性能是导体和绝缘体所没有的。
正因为半导体具有这种特性，人们用半导体制成了热敏电阻、光敏电阻、晶 体管等各种电子组件，同时进展成为集成电路。把晶体管以及电阻、电容等组件， 同时制作在专门小的一块半导体芯片上，同时把它们按照电子线路的要求连接起 来，使之成为具有一定功能的电路，这确实是集成电路。在超大规模集成电路中， 在面积比小拇指的指甲还小的一块半导体芯片上能够集成上百万个电子组件。 成电路的制成开创了微电子技术的时代。
随着微电子技术的进展，使电子运算机得以更新换代。 20世纪40年代人类 发明的第一台庞大的电子运算机重约 30t，进展成为今天日益普及的个人运算机， 能够随身携带。个人运算机中的处理器（包括运算器和操纵器）、内存差不多上由 大规模集成电路的。半导体在现代科学技术中发挥了重要的作用。 （2） 半导体二极管
① 半导体二极管PN结的形成N型半导体的多数载流子是电子， P型半导体的多数载流子是空穴（靠空穴导电，空穴的正向移动 等效于正电荷的移动）。把N型和P型半导体结合在一起后，N
集
型半导体的多数载流子电子将向 P型半导体一边扩散，P型半导体的空穴将向N 型半导体一边扩散。其结果是使 N型和P型半导体的交界面两侧形成带电薄层 A 和B，且A带正电，B带负电。产生一个电场，如右图所示。
那个电场，阻碍P型半导体内的空穴和N型半导体的电子向对方扩散。开初，那 个电场较弱，阻碍作用较小；随着扩散的连续，那个电场不断增强， 的厚度也不再变，这确实是 PN结，又叫阻挡层。
PN结是半导体二极管的差不多结构。从 P、N型半导体的两 端各接出引线，把P型端（二极管的正极）接在电池正极上，N型 端（二极管的负极）接在电池负极上，这叫给二极管加上正向电 压，二极管中的电流较大。因为外加的正向电压，在
PN结中产
片如［T电
甲
A、B薄层
的厚度不断增加，使扩散逐步减弱；最后达平稳时，那个电场的大小不再增加， 薄层
生的电场与PN结原先存在的电场方向相反，如右图甲所示，而 且外加电场比PN结电场大。这两个电场迭加后的电场是由 P端
指向N端的，使PN结电场削弱，阻挡层厚度减小，电阻也就减小了。
P型端的
空穴和N型端的电子在外加电场作用下不断地移向交界处，通过交界面形成电 流。随着外加的正向电压增大，PN结中外加电场变得更强，进一步减弱 PN结原 先的电场，电阻更减小，因此正向电流随着外加的正向电压增加而迅速增大。 正向电流随电压变化的伏安 特性曲线如右图所示。甲阻挡层变薄
当把P型端接电池负极上，N型端接电池正极，即给二极管加上反向电压， 这时二极管中的电流专门小。因为外加的反向电压的电场与 PN结产生的电 场与
PN结电场方向相同，如上图乙所示。两个电场迭加的结果，加强了阻止空穴 和电子通过接口形成电流的作用，阻挡层厚度增加，电阻变得专门大， 专门小。
因此电流
其
不同半导体材料和不同结构、工艺制成的半导体二极管，其伏安特性曲线是 有差异的，正向电流随正向电压上升的快慢程度，各不相同， 但伏安特性曲线的 差不多形状是相似的。
② 常用半导体二极管介绍
半导体二极管是用半导体晶体材料制成的，因此又称晶体二极管。半导体器 件中，第一个应用到电子线路中的是半导体二极管。它是具有一个
PN结的非线
第二节《半导体》教案1(20200818014941)
