半导体及其应用超导及其应用23页PPT
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高中物理第二册半导体及其应用超导ppt.ppt
从导电性的角度，我们把材料分为导体、绝缘体， 还有半导体。那么，还有没有导电性更为奇特的 材料呢？ 金属导体的电阻率一般都会随着温度的升高而升 高，随着温度的降低而降低，当温度降到足够低 的时候，情形会怎样呢？ 前面我们从理论的角度解释电阻定律时曾经说过， 促使电子定向移动的因素是什么？——☆学生： 电场力。制约电子定向移动的微观因素是什 么？——☆学生：电子的热运动。 那么我们是不是可以这样认为，当温度足够低， 热运动很微弱的时候，电子受到的阻碍作用会非 常非常小呢？ 下面大家从事实的角度、历史的角度、材料的角 度，还有应用的角度阅读一下教材P156~157的 内容，阅读完毕后，请同学们作相关的总结——
2、光敏性 解释可以源于化学键的性质。光敏电阻是一种薄膜 的电子元器件，材料一般为环氧树脂，阻值随着光 源强度而变化。应用—— 照相机自动测光、光电控制、室内光线控制、光控 音乐I.C. 、工业控制、光控开头光控灯、电子玩具。 3、二极管的单向导电性 如果将P型半导体和N型半导体烧结，由于两种半导 体载流子的不同，将形成单向导电性：即——P接 高电势N接低电势时电流较强（非线性）、N接高电 势P接低电势时电流较弱（非线性）。 这种特性广泛应用于电子线路中的整流环节。即便 是在一些简单的仪器中，也有应用，如打点计时 器…
5、超导磁悬浮列车 在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本。 1962年，日本着手设计磁悬浮列车，但当时是 利用正常导体产生的磁场时速达到307.8km/h ， 1997年，日本又试制了超导磁悬浮列车，关键 部分是由两组超导电磁铁构成的，它们能提供极 强的磁场，使列车的速度达到500km/h 。
三、半导体及其应用 四、超导及其应用
教学目标
1、知道什么是半导体、它的电阻率范围 2、了解半导体的应用 3、知道什么是超导现象，了解相关名词 4、了解超导的历史，知道一些重要的物理事 件 5、知道超导的应用，激发勇于探索前沿科技 的精神
半导体器件的应用 PPT
三极管电路2（共集电极放大电路）
射极输出器/射极跟随器
直流分析
交流分析
（1）电压放大倍数小于1但接近于1, Uo≈ Ui，故没有电 压放大作用，但有电流和功率放大作用； (2) 输出电压和输入电压同相位，且Uo≈ Ui ，输出电压跟 随输入电压变化，故具有电压跟随作用，所以称为射极 跟随器。
• 1、认识并确认元器件 的型号、数量等
• 2、对元器件进行简单处理后，先焊小的元器 件再焊大的元器件。 • 3、确保无虚焊后，通电测试。
截止区
放大区
饱和区
三极管的参数
β
直流电流放大系数
交流电流放大系数
极间反向电流 1)集电极和基极之间的反向饱和电流。 2)集电极和发射极之间的穿透电流。 极限参数
1)集电极最大允许电流 I CM
PCM 2)集电极最大允许耗散功率。 3)极间反向击穿电压。 U
BEO
子项目：三极管电路1（共射极放大电路）
+VCC
Rb1 C1
Rb1 ui
Rb2
RL RC
RC
C2 RL
uo
交流通路
ui
Rb2
Re
Ce
uo
交流分析
微变等效电路
交流参数的估算
Ce是并联在Re两端 的——称为旁路电容，
输入电阻: Ri=Rb1// Rb2//rbe 输出电阻: Ro≈Rc 电压放大倍数:
AV RL rbe
子项目：二极管、三极管的识别
二极管的认识
二极管的认识
二极管的特性
一般 二极 管 晶体 二极 管
检波二极管
整流二极管
开关二极管
稳压二极管 特殊 二极 管 变容二极管
高三物理复习《三、半导体及其应用》(课件)
3、高温超导的研究及超导的应用前景。 （学生阅读自学） （1）高温超导的意义。 （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，反随温度的增加而减小，这种材料称为半导体。 2、半导体的应用： （1）有的半导体在温度升高时电阻减小得非常快，利用这种材料可以制成体积很少的热敏电阻。
（2）有的半导体在光照下电阻减小得非常快，利用这种材料可以制成体积很小的光敏电阻。 （3）纯净的半导体中掺入微量的杂质，会使半导体的导电性能大大增强，利用这种特性可以加工成晶体二极管和晶体三极管。（晶体管与电阻、电容等电子元件及连线同时制成在一块面积很小的半导体晶片上，使之成为具有一定功能的电路，这就是集成电路。）学.科.网
四、超导及其应用
历史回顾：1911年，荷兰科学家昂尼斯在做低温实验时发现，当温度降到4．2K的时候，水银的电阻突然变为零。 1、超导现象：金属在温度降到某一数值时电阻突然降为零，这种现象称为超导现象。 2、超导转变温度（或临界温度）：导体由普通状态向超导态转变时的温度称为超导转变温度。用字母“ ”表示。
（2）有的半导体在光照下电阻减小得非常快，利用这种材料可以制成体积很小的光敏电阻。 （3）纯净的半导体中掺入微量的杂质，会使半导体的导电性能大大增强，利用这种特性可以加工成晶体二极管和晶体三极管。（晶体管与电阻、电容等电子元件及连线同时制成在一块面积很小的半导体晶片上，使之成为具有一定功能的电路，这就是集成电路。）学.科.网
四、超导及其应用
历史回顾：1911年，荷兰科学家昂尼斯在做低温实验时发现，当温度降到4．2K的时候，水银的电阻突然变为零。 1、超导现象：金属在温度降到某一数值时电阻突然降为零，这种现象称为超导现象。 2、超导转变温度（或临界温度）：导体由普通状态向超导态转变时的温度称为超导转变温度。用字母“ ”表示。
2013届高考物理核心要点突破系列课件：第14章《半导体及其应用》《超导及其应用》(人教版选修3-1)版
变式训练1 图14－3－3 如图14－3－3所示，由电源、小灯泡、热敏电阻、 开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常 发光，若用酒精灯加热热敏电阻时，发现小灯泡亮 度变化是________，发生这一现象的主要原因是热 敏电阻的电阻率随温度的升高而________． 解析：加热热敏电阻时，其电阻率减小，电阻减小， 因而回路的电流增加，所以灯变亮． 答案：变亮 减小
核心要点突破
一、半导体材料的特性及其应用 半导体材料有许多不导体完全丌同的特性，下面 主要介绍三方面的特性： 1．热敏特性：许多半导体的电阻都随温度的变化 而有显著的变化，有的半导体，在温度升高时电 阻减小得非常迅速，而金属导体的电阻率是随温 度升高而增大的，造成这种现象的原因是导体不 半导体微观结构丌同使产生电流的原理丌相 同．人们用半导体做成的热敏电阻，当温度升高 时，由于电阻减小使电流急剧增大，通常用在温 控电路中．
例1
【自主解答】 火情出现后温度升高，R2 的值减 小，与 R2 并联的电路两端的电压减小，R1 两端的 电压增大即 U 变大； R3 所在支路中由欧姆定律 在 U I＝ ，得电流 I 变小，所以 C 项正确． R
【答案】 C 【点评】 在分析电表示数变化时，要抓住哪 一个变，影响到哪些变化，按一定顺序分析．
(2)光敏特性：有的半导体在有光照射时电阻会大
减小 大_____．利用这种材料可以制成光敏电阻．
(3)掺杂特性：在纯净的半导体中掺入微量的杂质( 提高 其他元素)，会使半导体的导电性能大大____．利 用半导体的这一特性，人们制成了晶体二极管、
晶体三极管和集成电路．
二、超导 1．超导现象：金属在温度降至某一数值时，电阻 _____________的现象． 突然降为零 2．转变温度TC(临界温度)：导体由正常状态向 _____________转变时的温度．(各种金属的转变 超导状态 温度都处于液氦温区．) 3．高温超导：某些氧化物的超导转变温度已从液 氦温度(4.2 K)提高至液氮温度(77 K)．不液氦温度 下的超导相比较，人们把氧化物超导体称为_____ 高温 超导体． 4．超导的应用 (1)电子学方面：超级计算机的部件制作． (2)电力工业方面：超导电动机、超导发电机等．
第1章半导体材料 83页PPT文档
CuCr2S3C
稀土氧、硫、硒、碲化合物 EuO EEuS EuSe EuTe
非晶态 半导体
有机 半导体
元素 化合物 芳香族化合物 电荷移动络合物
Ge Si Te Se GeTe As2Te3 Se4Te Se2As3 As2SeTe As2Se2Te 多环芳香族化合物
元素半导体
具备实用价值的元素半导体材料只有硅、锗和硒。硒是 最早使用的，而硅和锗是当前最重要的半导体材料，尤其 是硅材料由于具有许多优良特性，绝大多数半导体器件都 是用硅材料制作的。
n为导带电子浓度，N＋d为电离施主浓度，p价带上空穴浓度
nNd p
Nd为电离施主浓度
把n、p代入电中性方程得：
Nd
Nd
12expEF
Ed
kBT
N cex (E p k cB T E F ) 1 2 eN x E dFp E dN vex (E p k F B T E v) kB T
二元化合物半导体
它们由两种元素 组成，主要是有 III-V族化合物半 导体、II-VI族化 合物半导体、IVVI族化合物半导 体、II-IV族化合 物半导体，铅化 合物及氧化物半 导体等。
三元化合物半导体
以A1GaAs相GaAsP为代表的二元化合物半导 体材料，已为人们广泛研究，可制作发光器件；
利用此待性GaAs可以制作转移电子器件。根据实验表 明InP是制作转移器件的更好半导体材料。
2. n型和p型半导体
半导体掺杂——改变半导体的性质、载流子类型……
人工掺杂——半导体材料设计——器件……
掺杂工艺——扩散、离子注入……
掺杂种类：
施主掺杂（n型）——高价元素掺杂，杂质原子提供的价 电子数目多于半导体原子，多余的价电子很容易进入导 带而成为电子载流子，半导体的电导率增加。
第1章常用半导体器件及其应用精品PPT课件
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模拟电子技术与应用
模拟电子技术与应用
第1章 常用半导体器件 及其应用
本章要点
⑴ 半导体器件的基础知识 ⑵ 半导体二极管的基本知识与应用 ⑶ 整流、滤波电路的分析与应用
拟电子技术与应用
⑷ 晶体管的基本知识与应用 ⑸ 场效应晶体管的基本知识 ⑹ 直流稳压电路的分析与应用
模拟电子技术与应用
1.1.5 PN结
1.PN结的形成
通过一定的生产工艺把一块半导体的P区部分 和N区部分结合在一起，则它们的交界处就会形成 一个具有特殊性能的薄层，称为PN结。PN结具有 单向导电性，它是二极管、三极管、晶闸管以及 半导体集成电路等半导体器件的核心部分。
模拟电子技术与应用
2.PN结的特性
外加正向电压时，PN结的正向电阻很小，正 向电流较大，是多数载流子的扩散运动形成的， 此时PN结正向导通。
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 半导体的特性 1.热敏特性
半导体对温度很敏感，其电阻率随着温度的 升高而显著减小。利用这一特性制成了各种自动 控制装置中常用的热敏电阻传感器和能迅速测量 物体温度变化的半导体点温计等。
模拟电子技术与应用
2.光敏特性
半导体对光照很敏感，光照射时，其电阻值 会显著减小。利用这一特性制成了光敏电阻、光 电二极管、光电三极管及太阳能电池等。
能时，外加电压允许的最高频率。
根据理论分析，PN结两端的电压与流过PN结 的电流之间的关系可表示为：
u
I Is (e uT 1)
此式称为理想二极管电流方程。式中，IS称为 PN结的反向饱和电流，UT称为温度的电压当量，常 温下UT≈26mV。U和I的参考方向都是由P指向N的。
模拟电子技术与应用
2.二极管的伏安特性
模拟电子技术与应用
模拟电子技术与应用
第1章 常用半导体器件 及其应用
本章要点
⑴ 半导体器件的基础知识 ⑵ 半导体二极管的基本知识与应用 ⑶ 整流、滤波电路的分析与应用
拟电子技术与应用
⑷ 晶体管的基本知识与应用 ⑸ 场效应晶体管的基本知识 ⑹ 直流稳压电路的分析与应用
模拟电子技术与应用
1.1.5 PN结
1.PN结的形成
通过一定的生产工艺把一块半导体的P区部分 和N区部分结合在一起，则它们的交界处就会形成 一个具有特殊性能的薄层，称为PN结。PN结具有 单向导电性，它是二极管、三极管、晶闸管以及 半导体集成电路等半导体器件的核心部分。
模拟电子技术与应用
2.PN结的特性
外加正向电压时，PN结的正向电阻很小，正 向电流较大，是多数载流子的扩散运动形成的， 此时PN结正向导通。
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 半导体的特性 1.热敏特性
半导体对温度很敏感，其电阻率随着温度的 升高而显著减小。利用这一特性制成了各种自动 控制装置中常用的热敏电阻传感器和能迅速测量 物体温度变化的半导体点温计等。
模拟电子技术与应用
2.光敏特性
半导体对光照很敏感，光照射时，其电阻值 会显著减小。利用这一特性制成了光敏电阻、光 电二极管、光电三极管及太阳能电池等。
能时，外加电压允许的最高频率。
根据理论分析，PN结两端的电压与流过PN结 的电流之间的关系可表示为：
u
I Is (e uT 1)
此式称为理想二极管电流方程。式中，IS称为 PN结的反向饱和电流，UT称为温度的电压当量，常 温下UT≈26mV。U和I的参考方向都是由P指向N的。
模拟电子技术与应用
2.二极管的伏安特性