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2019-2020年高中物理 半導體及其應用教案 人教版第二冊 一、教學目標： 1．知道什么是半導體 2．了解半導體的導電特性 3．了解半導體的應用 二、教學重點：了解半導體的導電特性 三、教學方法：實驗演示 四、教具：演示用歐姆表，熱敏電阻，光敏電阻，火柴，手電筒等 五、課時安排：0.5課時 六、教學過程 （一）引入新課 用提問的方式復習上節(jié)課學習的知識： 1．什么是導體？其電阻與哪些因素有關？寫出電阻定律的表達式。 2．導體的電阻率跟什么有關？導體的電阻率和導體的電阻有何區(qū)別？ 待學生回答后，教師：本節(jié)課學習有關半導體的知識。 （二）進行新課 1．什么是半導體 金屬導體的電阻率一般約為10-8Ωｍ~10-6Ωｍ 絕緣體的電阻率一般約為108Ωｍ~1018Ωｍ 半導體的電阻率一般約為10-5Ωｍ~106Ωｍ 2．半導體的導電性能 【演示】（1）將半導體熱敏電阻（或鍺材料三極管3AX系列，e—c極反接）與演示用歐姆表串聯(lián)，此時表盤指示電阻較大。將火柴燃燒并靠進熱敏電阻時，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 【結(jié)論】①半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小，稱為半導體的熱敏特性。 【演示】（2）將半導體光敏電阻（或玻璃殼3AX81三極管外殼漆皮刮掉，使用e—c極）與演示用歐姆表串聯(lián)，此時表盤指示電阻較大。用手電筒照射光敏電阻時，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 【結(jié)論】②半導體材料的電阻率隨光照而減小，稱為半導體的光敏特性。 【演示】（2）將半導體光敏電阻（或玻璃殼3AX81三極管外殼漆皮刮掉，使用e—c極）與演示用歐姆表串聯(lián)，此時表盤指示電阻較大。用手電筒照射光敏電阻時，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 半導體還有一個重要特性： ③半導體材料中摻入微量雜質(zhì)也會使它的電阻率產(chǎn)生急劇變化，稱為半導體的摻雜特性。 3．半導體導電特性的應用及發(fā)展 1906年真空三極管的發(fā)明，為上個世紀上半葉無線電和電話的發(fā)展奠定了基礎。1947年，美國貝爾研究所的巴丁、肖克萊、布拉坦研制出第一個晶體三極管。它的出現(xiàn)成為上世紀下半葉世界科技發(fā)展的基礎。其功耗極低，而且可靠性高，轉(zhuǎn)換速度快，功能多樣，尺寸又小，因而成為當時出現(xiàn)的數(shù)字計算機的理想器件，并很快在無線電技術(shù)和軍事上獲得廣泛的應用。由于研制成晶體管，他們?nèi)双@得1956年諾貝爾物理學獎。 半導體材料在目前的電子工業(yè)和微電子工業(yè)中主要用來制作晶體管、集成電路、固態(tài)激光器等器件。我們現(xiàn)在常見的晶體管有兩種，即雙極型晶體管和場效應晶體管，他們都是計算機的關鍵器件。前者是計算機中央處理器裝置（即對數(shù)據(jù)進行操作部分）的基本單元，后者是計算機存儲器的基本單元。兩種晶體管的性能在很大程度上均依賴于原始硅晶體的質(zhì)量。 砷化鎵單晶材料是繼鍺、硅之后發(fā)展起來的新一代半導體材料。它具有遷移率高、禁帶寬度大等特點，在工作速度、頻率、光電性能和工作環(huán)境許多方面有著不可比擬的優(yōu)勢。它是目前最重要、最成熟的化合物半導體材料，主要應用于光電子和微電子領域。 電子技術(shù)最初的應用領域主要是無線電通信、廣播、電視的發(fā)射和接收。雷達作為一種探測敵方飛行器的裝置在第二次世界大戰(zhàn)中大顯身手。成為現(xiàn)代電子技術(shù)的一個重要應用領域。電子顯微鏡、各種波譜和表面能譜儀以及加速器、遙測、遙控和遙感、醫(yī)學也是電子技術(shù)應用的一個重要領域。微電子技術(shù)和量子電子學也是現(xiàn)代電子技術(shù)中最活躍的前沿領域之一。 （三）布置作業(yè)： 1．復習本節(jié)課文。2．課下搜集有關半導體以及現(xiàn)代科學技術(shù)應用的資料。 （四）教學設計說明： 1．本節(jié)課的演示實驗能夠使學生實際體會到半導體的導電特性，并且與金屬的導電性能加以區(qū)別，所以要充分做好實驗準備。 2．介紹半導體技術(shù)的發(fā)展簡史時，應盡量結(jié)合實際生活中學生比較了解的應用。例如，在計算機技術(shù)日益普及的今天，可以通過介紹計算機的只讀存儲器（ROM）和隨機存儲器（RAM），讓學生了解半導體材料和技術(shù)的應用。