第三章 第2、3节 半导体 液晶

第2、3节半导体__液晶一、半导体及常见半导体元件1．半导体(1)概念：导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。

(2)特性：①半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间。

②通过控制半导体材料的杂质浓度，可以控制半导体的导电性能。

③一般情况下，金属导体的电阻率与温度呈线性关系，而半导体的电阻率与温度的关系较为复杂。

(3)应用：在信息技术、自动控制、现代照明系统等方面应用广泛。

(4)分类：N型半导体和P型半导体。

2．晶体管和集成电路(1)晶体管①二极管：由PN结合成，具有单向导电性。

②三极管：具有放大作用。

(2)集成电路：由成千上万个二极管、三极管、电阻和电容等元件构成的芯片，其作用是对信息进行存储、处理、控制和显示。

(3)光敏电阻：一种受光照射，电阻率迅速下降的半导体器件，常用于一些自动控制的装备中。

(4)热敏电阻：在温度变化时，电阻率迅速变化的半导体器件。

一种是负温度系数热敏电阻；一种是正温度系数热敏电阻。

(5)发光二极管：通电后能发光的半导体元件。

二、液晶1．液晶(1)液晶态：处于固态与液态之间的过渡状态。

(2)液晶：处于液晶态的物质。

2．结构分子排列的有序性介于固体和液体之间。

3．液晶显示(1)液晶分子的排列会因外界条件的变化而变化，由此引起液晶光学性质的改变。

(2)液晶显示器的应用非常广泛。

1．判断：(1)控制半导体材料的导电性能可通过控制掺入杂质的浓度来控制。

()(2)二极管具有放大电流的作用。

()(3)发光二极管只能发出微弱的红光和绿光，不能用来照明。

()答案：(1)√(2)×(3)×2．思考：：观察图片思考一下液晶显示是如何发展起来的？提示：液晶分子的排列顺序会因温度、压强、电磁作用等外界条件的微小变动而发生变化，由此引起光学性质的改变，液晶显示就是利用这些性质而发展起来的。

1.(1)半导体二极管：①半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件；②半导体二极管的应用：检波、鉴频、限幅、电源设备的整流电路、电源供给电路中的稳压等均应用了半导体二极管。

(2)发光二极管：多在电路及仪器中用作指示灯，或组成文字、数字进行显示，也可用作照明。

(1)热敏电阻的电阻率随温度升高可减小也可增大，光敏电阻在光照条件下电阻率迅速减小。

(2)二极管与三极管都是由P型和N型半导体组成的，但结构不同，作用也不同。

1．关于半导体下列说法正确的是()A．固体材料分两类，一类是导体，另一类是绝缘体B．半导体就是一半导电，即正方向为导体，反方向为绝缘体C．半导体的电阻率与温度呈线性关系，即随温度升高而均匀增大D．利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件解析：选D半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，故A、B全错；半导体的电阻率与温度的关系较为复杂，如负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小。

利用半导体的特性，可以制成各种不同性能的器件，故C错，D对。

1.液晶的主要性质(1)液晶具有晶体的各向异性：原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向。

(2)液晶具有液体的流动性：原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性。

(3)液晶分子的排列特点：液晶分子的排列特点是从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐；但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的。

(4)液晶的物理性质：液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度等)下发生改变。

2．液晶的主要应用(1)向列型液晶在外加电压影响下，液晶的分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明。

利用向列型液晶的这种性质可以制成各种液晶显示器。

(2)胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色。

随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1 ℃的温差内就可以显出整个色谱。

利用液晶的这种温度效应可以探测温度。

(1)液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体。

(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，现已发现几千种有机化合物具有液晶态。

2．[多选]关于液晶，下列说法正确的是()A．因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态，所以液晶实际上是一种非晶体B．液晶具有液体的流动性，是因为液晶分子尽管有序排列，但其位置无序，可自由移动C．任何物质在任何条件下都可以存在液晶态D．天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的解析：选BD液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体，它不是晶体更不是非晶体；液晶分子像晶体分子一样排列有序，但是它们又像液体分子一样可以自由移动，没有固定的位置，即位置无序，所以液晶具有流动性；有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态。

并不是所有物质都有液晶态的；天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的，目前已发现几千种。

由上述可知B、D正确。

[例1][多选]能的说法正确的是()A．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，性能稳定B．在极低的温度下，纯净的半导体像绝缘体一样不导电C．在较高的温度下，半导体的导电性能会大大增强，甚至接近金属的导电性能D．半导体中掺入杂质后，其导电性能会减弱[解析]半导体材料的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响，故A错误。

掺入杂质后半导体材料的导电性能会大大增强，故选项D错误。

[答案]BC[借题发挥]对于半导体材料，温度越高，导电性能越强，光照越强，导电性能越强，掺入杂质后导电性能增强。

[例2][多选]其屏幕比例达到了21∶9。

它宽广的画面可以呈现给人以身临其境的真实感。

那么关于液晶，下列说法正确的是()A．液晶有多种光学效应，可以应用于显示器B．液晶是液体和晶体的混合物C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D ．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化[解析] 液晶有多种光学效应，因此显示器是当前液晶最主要的应用方向，故A 正确；液晶是一种特殊的物质，介于液体与晶体之间，但不是液体和晶体的混合物，故B 错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，故C 、D 正确。

[答案] ACD[借题发挥] 液晶有不稳定性，在外界环境变化时其某些性质要发生变化。

半导体与液晶⎩⎨⎧半导体材料⎩⎪⎨⎪⎧导电特性类型及常见半导体元件液晶与显示器⎩⎪⎨⎪⎧ 液晶态的分子排列特点液晶的主要应用：显示器1．[多选]关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是( )A ．晶体和液晶的性质是完全相同的B ．液晶就是液体，具有液体的所有性质C ．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D ．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性解析：选CD 晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学性质等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性，则C 、D 正确。

2．[多选]关于半导体，下列说法正确的有( )A ．半导体导电性能介于导体和绝缘体之间B ．半导体导电性能随温度升高而减弱C ．半导体可以制成光敏元件D ．半导体可以制成大规模集成电路解析：选ACD 根据半导体定义知A 项正确。

根据半导体的特性知B 项错误。

由半导体的用途知C 、D 项正确。

故选A 、C 、D 。

3．[多选]下列叙述中正确的是( )A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态B．利用液晶在电压变化时由透明变为不透明可制作电子表、电子计算器的显示元件C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点解析：选BCD通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错。

4．[多选]下列说法正确的是()A．液晶与晶体的结构相同B．液晶与液体的结构相同C．液晶与晶体、液体的结构均不同D．液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上与液体相同解析：选CD液晶的结构既不同于晶体结构，也不同于液体结构和非晶体结构，故A、B错，C正确；液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，在光学性质、电学性质上又具有各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确。

5．关于液晶的下列说法中正确的是()A．液晶是液体和晶体的混合物B．液晶分子在特定方向排列比较整齐C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光D．所有物质在一定条件下都能成为液晶解析：选B液晶是处于液晶态的物质；液晶分子在特定方向排列整齐；在外电压作用下，液晶的光学效应改变，但不发光；不是所有物质都能成为液晶。

6．关于半导体下列说法正确的是()A．半导体中不小心混入杂质，电阻率不会发生很大变化B．二极管具有放大信号的作用C．热敏电阻是利用半导体材料在温度变化时，其电阻率迅速改变而制成的D．LED只能发出微弱的红光或绿光解析：选C半导体混入杂质时，电阻率会发生显著变化，故A项错误。

二极管具有单向导电性，三极管具有放大信号的作用，故B项错误。

热敏电阻就是利用其电阻率随温度显著变化而制成的半导体器件，故C项正确。

现在的LED能发出白光用来照明，故D项错误。

7．[多选]关于液晶的应用，下列说法中正确的是()A．大规模集成电路与液晶技术结合，生产出薄膜晶体管液晶显示器，已用于彩屏手机、笔记本电脑、液晶电视机B．液晶理论在细胞生物学和分子生物学中也得到了发展C．液晶是光源，所以能制造出液晶显示器D．利用液晶的温度效应，可以显示出人身体各部分不同颜色的温谱图解析：选ABD液晶技术和大规模集成电路技术结合，生产出液晶显示器，广泛应用于显像设备，A正确；液晶特点与生物组织的特点很吻合，使液晶理论在细胞生物学和分子生物学中得到发展，故B正确；液晶作用是让光源发出的光有选择的通过液晶，从而在液晶显示器上显示影像，故C错误；液晶的温度效应可以用来探测温度，故D正确。