2023年初中物理自主招生讲义53

初中物理自主招生讲义53 1．半导体材料的特点与作用 【知识点的认识】 （1）根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，如：硅、锗等。常见半导体有：锗、硅、砷化镓等，即硅属于半导体材料。 （2）半导体的特性： ①在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质，半导体的导电性能就会成百万倍的增加﹣﹣这是半导体最显著、最突出的特性。例如，晶体管就是利用这种特性制成的。 ②当环境温度升高一些时，半导体的导电能力就显著地增加；当环境温度下降一些时，半导体的导电能力就显著地下降。这种特性称为“热敏”，热敏电阻就是利用半导体的这种特性制成的。 ③当有光线照射在某些半导体时，这些半导体就像导体一样，导电能力很强；当没有光线照射时，这些半导体就像绝缘体一样不导电，这种特性称为“光敏”。例如，用作自动化控制用的“光电二极管”、“光电三极管”和光敏电阻等，就是利用半导体的光敏特性制成的。 （3）半导体最基本的是二极管和MOS管，原理都是基于N型和P型半导体构成的PN结。二极管是单向导电器件，可以实现整流控制等。MOS管是栅控器件，是目前集成电路中最基本的单元。 （4）半导体是微电子产业的基础。控制是它的核心。在半导体中掺入少量的其他元素，它的导电性能会得到很大改善，从而可以把它们制成： ①光敏电阻：有无光照电阻值差异很大。 ②热敏电阻：温度略有变化，电阻值变化很明显。 ③压敏电阻：电压变化，电阻值明显变化。 （5）二极管：具有单向导电性。三极管：具有将电信号放大的作用。半导体元件的应用十分广泛，已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。 【命题方向】 一是根据导电性来判断材料；二是按半导体的特点：例如半导体分为：二极管、三极管、集成电路。其中半导体可以根据各自特点做出许多电阻，例如热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等等。二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性等来出题。 例1：LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管。二极管由下列哪种材料制成（　　） A．陶瓷材料 B．金属材料 C．半导体材料 D．超导材料 分析：二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性。二极管是由P型半导体和N型半导体组成的，这两种半导体相互接触时，其交接区域称为PN结，PN结具有单向导电性。 解：A、陶瓷是绝缘体， B、金属是导体， C、半导体的导电性介于导体和绝缘体之间， D、超导现象是导体的电阻为变零时的现象。 故选 C。 点评：本题综合考查了导体、绝缘体、半导体和超导体，它们都有很重要的用途。 例2：如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体（　　） A．良好的导电特性 B．良好的绝缘特性 C．电阻随温度变化而变化的特性 D．电阻随光照变化而变化的特性 分析：半导体的阻值会随着光照或温度的变化而发生变化，电子体温计是利用了后者。 解：半导体的阻值随着温度的变化而发生变化，根据欧姆定律，流过感温头的电流也随之发生变化，以此来反映人的体温。 故选C。 点评：因为半导体的阻值随着光照或温度的变化而发生变化，故在电子产品中应用非常广泛，应注意了解其应用。 【解题方法点拨】 半导体材料在生活中的应用，要记住。 一．半导体材料的特点与作用（共3小题） 1．如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体（　　） A．良好的导电特性 B．良好的绝缘特性 C．电阻随温度变化而变化的特性 D．电阻随光照变化而变化的特性 2．阅读下面短文，回答问题： 二极管的导电特性，二极管是一种电学元件，它最重要的特性就是单向导电性。 图1甲所示是二极管的实物图和它的电路图符号。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。 下面通过简单的实验说明二极管的单向导电性。 方法是：将二极管与一个小灯泡、一个开关串联接在干电池两端。闭合开关后，若灯泡亮，表明二极管的连接方式是图1乙所示，这种连接方式相当电路中的通路状态；若灯泡不亮，表明二极管的连接方式是图1丙所示。这种连接方式相当于电路中的断路状态。这个实验很直观地说明了二极管的单向导电性。把二极管、小灯泡。电池、开关分别连接成图2所示电路，请分别说明闭合开关后甲、乙电路中的小灯泡是否发光？　 　。 3．半导体二极管具有单向导电性，其电路图符号为，当电流从图左向右流过二极管时，电路导通。当电流从图右向左流过二极管时，电路截止不通。 二极管在家用电器中广泛应用，冬天小明家买来一只电热取暖器。说明书中标有该取暖器电炉“220V，200W”字样。小明将取暖器接