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第三節 半導體

第三節 半導體

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(一)教材 人教社九年義務教育初中物理第二冊

(二)教學目的

1.常識性了解什么叫半導體和常見的半導體材料.

2.常識性了解半導體具有的三種特殊的電學性能.

(三)教具

演示實驗:四節干電池,量程是5毫安的電流表,鍺晶體二極管(2AP型)一只,玻璃外殼的三極管(如3AX型)一只,開關一個,導線若干.

(四)教學過程 

1.復習

提問:(1)什么是導體,什么是絕緣體?

(2)怎樣比較材料導電性能的好壞?

(比較長度、橫截面積和溫度都相同的情況下,不同材料制成導體的電阻大小.)

2.引入新課

翻開課本看幾種材料制成的長1米、橫截面積1毫米2的導線在20℃時的電阻是10-1~10-2歐.舉幾個絕緣5的例子,長1米、橫截面積是1毫米2的木材在20℃時的電阻約是10-14~1018歐,玻璃的電阻是1016~1020歐,橡膠的電阻是1018~1021歐.

由比較可見,在相同條件下,絕緣體的電阻比導體的電阻大十萬億(1013)倍以上.

3.進行新課

(1)什么叫半導體?

導電性能介于導體與絕緣體之間的材料,叫做半導體.

例如:鍺、硅、砷化鎵等.

半導體在科學技術,工農業生產和生活中有著廣泛的應用.(例如:電視、半導體收音機、電子計算機等)這是什么原因呢?下面介紹它所具有的特殊的電學性能.

(2)半導體的一些電學特性

①壓敏性:有的半導體在受到壓力后電阻發生較大的變化.

用途:制成壓敏元件,接入電路,測出電流變化,以確定壓力的變化.

②熱敏性:有的半導體在受熱后電阻隨溫度升高而迅速減小.

用途:制成熱敏電阻,用來測量很小范圍內的溫度變化.

按圖9連好電路,不要給學生畫出電路圖,告訴學生電路中的D中有半導體鍺,讓學生觀察常溫下電流表的示數(示數很小),再用手捏住D,或用點燃的火柴接近D,觀察此時電流表示數(示數明顯增大).

比較前后兩次電流表示數,說明半導體的電阻隨溫度升高而減小.

③光敏性,有的半導體在光照下電阻大為減小.

用途:制成光敏電阻,用于對光照反映靈敏的自動控制設備中.

先做實驗,電路圖見圖10.用四節干電池串聯作電源.圖中三極管用玻璃外殼的三極管(例如3AX81),把外殼上的漆刮去,將三極管的發射極e、集電極c連入電路中.

在沒有光照時,觀察電流表的示數(示數很小),再用手電筒光照到管內鍺片(PN結上),觀察電流表的示數變化(示數明顯變大).

比較前后兩次電流表示數,說明半導體受到光照后電阻將大大減小.

4.小結

這堂課講授了什么是半導體,一些常見的半導體材料,半導體的三種電學特性,正是由于半導體具有許多特殊的電學性質,所以它有著廣泛的應用.

(五)說明

1.半導體這一內容,只要求做到常識性了解,不要講得過深過難.這一部分知識是科學常識,又將學習第十五章有用的電子元件做準備,所以雖然是選學內容,還是講講為好.

2.半導體的熱敏性和光敏性,最好是通過實驗的觀察得出結論,使學生獲得感性知識,還可以提高學習興趣.

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