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2019-2020年高中物理 半導(dǎo)體及其應(yīng)用教案 人教版第二冊(cè) 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．知道什么是半導(dǎo)體 2．了解半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 3．了解半導(dǎo)體的應(yīng)用 二、教學(xué)重點(diǎn)：了解半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)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(shí)安排：0.5課時(shí) 六、教學(xué)過程 （一）引入新課 用提問的方式復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的知識(shí)： 1．什么是導(dǎo)體？其電阻與哪些因素有關(guān)？寫出電阻定律的表達(dá)式。 2．導(dǎo)體的電阻率跟什么有關(guān)？導(dǎo)體的電阻率和導(dǎo)體的電阻有何區(qū)別？ 待學(xué)生回答后，教師：本節(jié)課學(xué)習(xí)有關(guān)半導(dǎo)體的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1．什么是半導(dǎo)體 金屬導(dǎo)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(dǎo)體的電阻率一般約為10-5Ωｍ~106Ωｍ 2．半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能 【演示】（1）將半導(dǎo)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(shí)表盤指示電阻較大。將火柴燃燒并靠進(jìn)熱敏電阻時(shí)，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 【結(jié)論】①半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度升高而減小，稱為半導(dǎo)體的熱敏特性。 【演示】（2）將半導(dǎo)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(shí)表盤指示電阻較大。用手電筒照射光敏電阻時(shí)，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 【結(jié)論】②半導(dǎo)體材料的電阻率隨光照而減小，稱為半導(dǎo)體的光敏特性。 【演示】（2）將半導(dǎo)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(shí)表盤指示電阻較大。用手電筒照射光敏電阻時(shí)，歐姆表顯示其阻值急劇減小。 半導(dǎo)體還有一個(gè)重要特性： ③半導(dǎo)體材料中摻入微量雜質(zhì)也會(huì)使它的電阻率產(chǎn)生急劇變化，稱為半導(dǎo)體的摻雜特性。 3．半導(dǎo)體導(dǎo)電特性的應(yīng)用及發(fā)展 1906年真空三極管的發(fā)明，為上個(gè)世紀(jì)上半葉無線電和電話的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1947年，美國貝爾研究所的巴丁、肖克萊、布拉坦研制出第一個(gè)晶體三極管。它的出現(xiàn)成為上世紀(jì)下半葉世界科技發(fā)展的基礎(chǔ)。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(dāng)時(shí)出現(xiàn)的數(shù)字計(jì)算機(jī)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(yīng)用。由于研制成晶體管，他們?nèi)双@得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 半導(dǎo)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(yīng)晶體管，他們都是計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵器件。前者是計(jì)算機(jī)中央處理器裝置（即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作部分）的基本單元，后者是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)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(dǎo)體材料。它具有遷移率高、禁帶寬度大等特點(diǎn)，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(shì)。它是目前最重要、最成熟的化合物半導(dǎo)體材料，主要應(yīng)用于光電子和微電子領(lǐng)域。 電子技術(shù)最初的應(yīng)用領(lǐng)域主要是無線電通信、廣播、電視的發(fā)射和接收。雷達(dá)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(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)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(xué)也是電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。微電子技術(shù)和量子電子學(xué)也是現(xiàn)代電子技術(shù)中最活躍的前沿領(lǐng)域之一。 （三）布置作業(yè)： 1．復(fù)習(xí)本節(jié)課文。2．課下搜集有關(guān)半導(dǎo)體以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的資料。 （四）教學(xué)設(shè)計(jì)說明： 1．本節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生實(shí)際體會(huì)到半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性，并且與金屬的導(dǎo)電性能加以區(qū)別，所以要充分做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。 2．介紹半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展簡史時(shí)，應(yīng)盡量結(jié)合實(shí)際生活中學(xué)生比較了解的應(yīng)用。例如，在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益普及的今天，可以通過介紹計(jì)算機(jī)的只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），讓學(xué)生了解半導(dǎo)體材料和技術(shù)的應(yīng)用。