半导体及其应用(精)

半导体及其应用

一、教学目标

1．知道什么是半导体

2．了解半导体的导电特性

3．了解半导体的应用

二、教学重点

了解半导体的导电特性

三、教学方法

实验演示

四、教具

演示用欧姆表，热敏电阻，光敏电阻，火柴，手电筒等

五、课时安排

0.5课时

六、教学过程

（一）引入新课

用提问的方式复习上节课学习的知识：

1．什么是导体？其电阻与哪些因素有关？写出电阻定律的表达式。

2．导体的电阻率跟什么有关？导体的电阻率和导体的电阻有何区别？

待学生回答后，教师：本节课学习有关半导体的知识。

（二）进行新课

1．什么是半导体

金属导体的电阻率一般约为10-8Ω·ｍ~10-6Ω·ｍ

绝缘体的电阻率一般约为108Ω·ｍ~1018Ω·ｍ

半导体的电阻率一般约为10-5Ω·ｍ~106Ω·ｍ

2．半导体的导电性能

【演示】（1）将半导体热敏电阻（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。将火柴燃烧并靠进热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。

【结论】①半导体材料的电阻率随温度升高而减小，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，欧姆表显示其阻值急剧减小。

【结论】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。

【演示】（2）将半导体光敏电阻（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，欧姆表显示其阻值急剧减小。

半导体还有一个重要特性：

③半导体材料中掺入微量杂质也会使它的电阻率产生急剧变化，称为半导体的掺杂特性。

3．半导体导电特性的应用及发展

1906年真空三极管的发明，为上个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、布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获得广泛的应用。由于研制成晶体管，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，他们都是计算机的关键器件。前者是计算机中央处理器装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储器的基本单元。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、禁带宽度大等特点，在工作速度、频率、光电性能和工作环境许多方面有着不可比拟的

优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要应用于光电子和微电子领域。

电子技术最初的应用领域主要是无线电通信、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应用领域。电子显微镜、各种波谱和表面能谱仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术应用的一个重要领域。微电子技术和量子电子学也是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。

（三）布置作业

1．复习本节课文。

2．课下搜集有关半导体以及现代科学技术应用的资料。

（四）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，并且与金属的导电性能加以区别，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。