1.1.1.-半导体的导电特性（教案）-《电子技术基础》同步教学（人民邮电出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《电子技术基础》 一体化 理论 章节（课题）及内容 半导体的导电特性 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解半导体的定义和基本性质。 · 理解半导体导电特性的原理及影响因素。 · 掌握半导体中载流子的种类、数量及运动方式。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 半导体的基本性质和导电特性。 2. 半导体中载流子的种类及其运动方式。 3. 温度对半导体导电性能的影响。 教学难点 1. 半导体中载流子浓度与温度的关系。 2. 本征激发和杂质电离对半导体导电性能的影响。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 直观展示法：利用多媒体课件、实物模型等直观教具，帮助学生形成直观的认识。 2. 实验探究法：通过实验观察半导体的导电特性，培养学生的动手能力和科学探究精神。 3. 分析讨论法：引导学生分析实验数据，讨论影响半导体导电性能的因素，培养学生的逻辑思维能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问导入：回顾金属导体的导电特性，引出半导体导电特性的学习。 2. 情境导入：介绍半导体在现代科技中的应用，如计算机芯片、太阳能电池等，激发学生的学习兴趣。 2分钟 讲授新课 练习指导 半导体（Semiconductor）是一类具有特殊导电性能的固体材料，其导电能力介于导体（如金属）和绝缘体（如陶瓷）之间。半导体的电阻率通常在10^-5Ω·m至10^9Ω·m之间。半导体的导电特性主要取决于其内部载流子的种类、浓度以及运动方式。 半导体的定义和基本性质如下： 1. 能带结构：半导体的能带结构介于导体和绝缘体之间。它的价带满而导带空，或者只有少量的电子在导带中。当电子从价带跃迁到导带时，会留下空穴，这些空穴也可以作为载流子参与导电。 2. 载流子：半导体中的载流子有两种，分别是电子和空穴。电子是负电荷载体，空穴是正电荷载体。在纯净的半导体中，载流子主要来源于本征激发；而在掺杂的半导体中，载流子还来源于杂质电离。 3. 温度敏感性：半导体的导电性能受温度影响较大。随着温度的升高，半导体中的载流子浓度增加，导电性能增强。这是因为温度升高会增加电子从价带跃迁到导带的概率，从而提高导电性能。 4. 光敏性：某些半导体材料在光照下，其导电性能会发生显著变化，这种现象称为光敏性。光敏性半导体广泛应用于光电二极管、太阳能电池等领域。 5. 热敏性：部分半导体材料的电阻随温度变化而变化，这种现象称为热敏性。热敏性半导体常用于制作温度传感器、过热保护器等。 6. 掺杂：为了改变半导体的导电性能，可以向其添加少量杂质元素，这个过程称为掺杂。根据掺杂元素的类型，掺杂可分为n型掺杂和p型掺杂。n型掺杂使半导体中电子浓度增加，导电性能增强；p型掺杂使半导体中空穴浓度增加，导电性能减弱。 半导体导电特性的原理主要基于其内部载流子的行为。半导体材料由四价元素构成，如硅和锗，它们的原子外层有四个价电子。在纯净的半导体中，这些电子被原子核束缚，导电性能较差。然而，当向半导体中掺入三价或五价元素作为杂质时，导电性会发生显著变化。 在N型半导体中，掺入五价元素会引入额外的自由电子，这些电子在电场作用下可以作定向运动，形成电流。因此，N型半导体的主要导电方式是自由电子导电。 在P型半导体中，掺入三价元素会引入空穴，这些空穴相当于价带中的电子跃迁到导带后留下的空位。空穴在电场作用下也可以作定向运动，形成电流。因此，P型半导体的主要导电方式是空穴导电。 半导体中的载流子包括自由电子和空穴，它们在电场作用下可以作定向运动，形成电流。在N型半导体中，自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子；在P型半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。 半导体导电特性的影响因素主要包括掺杂浓度、温度、电场等。掺杂浓度决定了半导体中载流子的数量，从而影响导电性能。温度会影响载流子的浓度和运动速度，从而影响导电性能。电场会改变载流子的运动方向，从而影响导电性能。 总之，半导体的导电特性是由其内部载流子的行为决定的，而载流子的种类、数量及运动方式受到掺杂浓度、温度、电场等多种因素的影响。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 什么是半导体？它有哪些基本性质？ 2. 半导体中的载流子有哪两种？它们在电场作用下的运动方式有何不同？ 3. 温度