14.3.半导体、超导体(初中 物理教案)

半导体及其应用超导体及其应用

一、学目标：

1、让学生了解半导体的导电特性以及半导体的应用；

2、让学生知道什么是超导现象；

3、让学生简单了解超导研究的发展过程和现状和了解超导的应用前景；

二、教学过程：

引入新课：

有一些元素和化合物，例如：纯净的锗、硅、砷化镓等，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的升高而增大，反随温度的升高而减小，这种材料称为半导体。

新课讲授：

（一）半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的升高而减小的材料。

1、半导体的导电特性：

半导体材料的导电性能受外界条件的影响很大：温度、光照、在半导体中掺入微量的其它物质，都可能使半导体的导电性能发

生显著的变化。

2、半导体的应用：

1）热敏电阻：将温度变化转化为电信号，通过测量这种电信号，就可以知道温度变化的情况，这种测量方法反应快，精度高。2）光敏电阻：起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用。

3）晶体管：将晶体管、电阻、电容等电子元件及相应的连线同时制作在一块面积很小的半导体晶片上，成为集成电路，开辟了

微电子技术的时代。

（二）超导：

1911年，荷兰科学家昂尼斯发现了超导现象。

1、超导现象：导体在温度降到某一数值时，电阻突然降为零的现象，

称为超导现象，导体由普通状态向超导态转变时的温度

称为超导转变温度（临界温度T

）

C

2、高温超导：氧化物超导

3、超导的应用前景：

1）在电子学方面的应用：在超级计算机中的一些部件可以用超导体

制作，放在低温环境中，这样体积和能耗可以大缩

小。

2）在电力工业中的应用：采用超导电缆输电，不但可以避免输电线

上的电能损失，而且不需要高压，从而避免电压带来

的意外事故；

在发电机、电动机的内部，用超导材料制成的线圈，

可以产生很强的磁场，功率大。

3）在能源、交通运输、地质勘探等领域也有重要的应用。