神奇的二极管

二极管是一种重要的半导体电子元件，符号为“”，具有特殊的导电性，当电流从“”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种，与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。

（1）常温下半导体的导电性能比导体要（选填“好”或“差”），二极管具有性；

（2）为了探究二极管的特殊导电性，连接了图甲、图乙两个电路，闭合开关S，灯泡能够发光的是图（选填“甲”或“乙”）；

（3）二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器。如图丙所示，二对PN型半导体对是（选填“串联”或“并联”）连接的。在电流方向是的地方吸热，而在电流方向是的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图中（选填“上方”或“下方”）的陶瓷片；

（4）理想型开关二极管输出信号值时，电路通路输出信号值时，电路断路。如图丁所示，将两个理想型开关二极管接在某电路中，a、b两点信号值随时间的变化关系如图戊、己所示，则“”内电路c处是（选填“通路”或“断路”）。

LED灯

LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能，LED的心脏是一个半导体的晶片，半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体（称为P区），另一部分是N型半导体（称为N区），在P区和N区之间有一个过渡层，称为P﹣N结，整个晶片被环氧树脂封装起来，如图1所示。当电流从正极流入晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合。然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理，如果电流从负极流入晶片则LED不发光，LED具有单向导电性。光的波长也就是光的颜色，是由形成P﹣N结的材料决定的。如图2所示，为一条可以发出不同颜色的LED灯带。

20世纪60年代，科技工作者研制成功了LED发光二极管，经过近30年的发展，大家十分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光，然而照明实用的白色光LED仅在2000年以后才发展起来。LED灯相比于白炽灯和节能灯而言，突出的优势可以概括为：一是节能，白光LED的能耗仅为白炽灯的 ， 为节能灯的；二是LED灯的寿命长，正常情况下LED灯的使用寿命可达到数个万小时。

LED技术进步日新月异，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。

请根据上述材料，回答下列问题。

（1）LED灯主要是一种器件；

（2）LED灯跟普通光源相比，优势为（写出一条即可）；

（3）小明把一个LED灯和零刻度线在表盘中央的电流表串联后连接在电压为3V的电源两端，观察到电流表有示数且LED灯发光，如图3甲所示。然后他把电源的正负极互换位置，发现电流表无示数且LED灯不发光，如图3乙所示，根据这两次实验的实验现象，可以得出的结论是。

半导体

按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类物质叫做半导体。

半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。

一些半导体在温度升高时，导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻，用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机；电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。

有些半导体在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。

酒精测试仪（Alcohol Tester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。

正是由于半导体具有许多独特的性能，所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。

请阅读《半导体》并回答题。

半导体

按导电性能来分，除了有导体和绝缘体外，还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间这类物质叫做半导体。

半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。

一些半导体在温度升高时，导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机；电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。

有些半导体在没有光照时不容易导电，逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。

酒精测试仪(Alcohol Tester)是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者交通例行检查中，通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。

所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外，正是由于半导体具有许多独特的性能文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相大的高技水产品几乎都离不开半导体材料。

请阅读《半导体》并回答题。

综合实践活动——研究半导体冰箱和家用冰箱的区别

【任务与要求】研究两种冰箱的制冷原理，了解相关的应用。

【设计与实施】

任务一：研究家用冰箱的制冷原理，同学们发现家用冰箱通过制冷剂在冰箱内汽化吸热，再通过冰箱外的压缩机使其液化放热，实现持续循环工作。

任务二：了解半导体冰箱的制冷原理。如图甲，直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点A、B产生吸热或放热的现象，称为帕尔贴效应。研究表明，电流方向决定了热量传输方向，单位时间的发热量或制冷量Q的多少与电流I的大小成正比，即 ， 其中称为“帕尔贴系数”，吸热时为正值，放热时为负值。这一现象在半导体发现后才得以广泛使用，工程师设计出如图乙的传热装置，将P型、N型半导体与铜片及铜导线连成一个回路，通电后，连接P型和N型半导体上端铜片变冷，下端变热；为了取得更好的制冷或制热效果，实际制冷或制热设备是把多对PN型半导体按图丙连接起来。

【交流与评价】两种制冷设备的比较