第三章 第2、3节 半导体 液晶

第2、3节半导体__液晶

一、半导体及常见半导体元件

1．半导体

(1)概念：导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。

(2)特性：

①半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间。

②通过控制半导体材料的杂质浓度，可以控制半导体的导电性能。

③一般情况下，金属导体的电阻率与温度呈线性关系，而半导体的电阻率与温度的关系较为复杂。

(3)应用：在信息技术、自动控制、现代照明系统等方面应用广泛。

(4)分类：N型半导体和P型半导体。

2．晶体管和集成电路

(1)晶体管

①二极管：由PN结合成，具有单向导电性。

②三极管：具有放大作用。

(2)集成电路：由成千上万个二极管、三极管、电阻和电容等元件构成的芯片，其作用是对信息进行存储、处理、控制和显示。

(3)光敏电阻：一种受光照射，电阻率迅速下降的半导体器件，常用于一些自动控制的装备中。

(4)热敏电阻：在温度变化时，电阻率迅速变化的半导体器件。一种是负温度系数热敏电阻；一种是正温度系数热敏电阻。

(5)发光二极管：通电后能发光的半导体元件。

二、液晶

1．液晶

(1)液晶态：处于固态与液态之间的过渡状态。

(2)液晶：处于液晶态的物质。

2．结构

分子排列的有序性介于固体和液体之间。

3．液晶显示

(1)液晶分子的排列会因外界条件的变化而变化，由此引起液晶光学性质的改变。

(2)液晶显示器的应用非常广泛。

1．判断：(1)控制半导体材料的导电性能可通过控制掺入杂质的浓度来控制。()

(2)二极管具有放大电流的作用。()

(3)发光二极管只能发出微弱的红光和绿光，不能用来照明。()

答案：(1)√(2)×(3)×

2．思考：：观察图片思考一下液晶显示是如何发展起来的？

提示：液晶分子的排列顺序会因温度、压强、电磁作用等外界条件的微小变动而发生变化，由此引起光学性质的改变，液晶显示就是利用这些性质而发展起来的。

1.

(1)半导体二极管：

①半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件；

②半导体二极管的应用：检波、鉴频、限幅、电源设备的整流电路、电源供给电路中的稳压等均应用了半导体二极管。

(2)发光二极管：多在电路及仪器中用作指示灯，或组成文字、数字进行显示，也可用作照明。

(1)热敏电阻的电阻率随温度升高可减小也可增大，光敏电阻在光照条件下电阻率迅速减小。

(2)二极管与三极管都是由P型和N型半导体组成的，但结构不同，作用也不同。

1．关于半导体下列说法正确的是()

A．固体材料分两类，一类是导体，另一类是绝缘体

B．半导体就是一半导电，即正方向为导体，反方向为绝缘体

C．半导体的电阻率与温度呈线性关系，即随温度升高而均匀增大

D．利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件

解析：选D半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，故A、B全错；半导体的电阻率与温度的关系较为复杂，如负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小。利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件，故C错，D对。

1.液晶的主要性质

(1)液晶具有晶体的各向异性：原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向。

(2)液晶具有液体的流动性：原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性。

(3)液晶分子的排列特点：液晶分子的排列特点是从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的。

(4)液晶的物理性质：液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度等)下发生改变。

2．液晶的主要应用

(1)向列型液晶在外加电压影响下，液晶的分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明。利用向列型液晶的这种性质可以制成各种液晶显示器。

(2)胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色。随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1 ℃的温差内就可以显出整个色谱。利用液晶的这种温度效应可以探测温度。

(1)液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体。

(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，现已发现几千种有机化合物具有液晶态。

2．[多选]关于液晶，下列说法正确的是()

A．因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体

B．液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但其位置无序，可自由移动

C．任何物质在任何条件下都可以存在液晶态

D．天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的

解析：选BD液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体，它不是晶体更不是非晶体；液晶分子像晶体分子一样排列有序，但是它们又像液体分子一样可以自由移动，没有固定的位置，即位置无序，所以液晶具有流动性；有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态。并不是所有物质都有液晶态的；天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的，目前已发现几千种。由上述可知B、D正确。

[例1][多选]

能的说法正确的是()

A．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，性能稳定

B．在极低的温度下，纯净的半导体像绝缘体一样不导电

C．在较高的温度下，半导体的导电性能会大大增强，甚至接近金属的导电性能

D．半导体中掺入杂质后，其导电性能会减弱

[解析]半导体材料的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响，故A错误。掺入杂质后半导体材料的导电性能会大大增强，故选项D错误。

[答案]BC

[借题发挥]对于半导体材料，温度越高，导电性能越强，光照越强，导电性能越强，掺入杂质后导电性能增强。

[例2][多选]其屏幕比例达到了21∶9。它宽广的画面可以呈现给人以身临其境的真实感。那么关于液晶，下列说法正确的是()

A．液晶有多种光学效应，可以应用于显示器

B．液晶是液体和晶体的混合物

C．液晶的光学性质随温度的变化而变化