Un ejemplo ejemplar de la primera lección. Sesión de entrenamiento del plan-abstracto (mapa tecnológico) sobre el tema: "Corriente eléctrica en semiconductores Los semiconductores de lecciones abstractos usan semiconductores

LECCIÓN 10/10

Sujeto. Electricidad en semiconductores

El propósito de la lección: para formar una idea de los medios gratuitos. carga eléctrica En semiconductores y sobre la naturaleza de la corriente eléctrica en semiconductores.

Tipo de lección: Lección estudiando un nuevo material.

Plan de estudios

Control de conocimiento		1. Corriente eléctrica en metales. 2. Corriente eléctrica en electrolitos. 3. Ley de Faraday para la electrólisis. 4. Corriente eléctrica en gases.
Demostraciones		Fragmentos de la película "Corriente eléctrica en semiconductores".
Estudiando un nuevo material.		1. Cargar portadores en semiconductores. 2. La conductividad de impureza de los semiconductores. 3. Transición del agujero de electrones. 4. Diodos semiconductores y transistores. 5. Chips integrados
Arreglando el material estudiado		1. Preguntas cualitativas. 2. Aprender a resolver problemas.

Estudiando un nuevo material.

Las resistencias de semiconductores a temperatura ambiente tienen los significados que están en una amplia gama, es decir, de 10-3 a 107 ohmios, y ocupan una posición intermedia entre metales y dieléctricos.

Ø Semiconductores: sustancias cuya resistencia específica disminuye muy rápidamente con el aumento de la temperatura.

Los semiconductores incluyen muchos elementos químicos (boro, silicio, germanio, fósforo, arsénico, selenio, telurio, etc.), gran cantidad Minerales, aleaciones y compuestos químicos. Casi todas las sustancias inorgánicas que nos rodean en todo el mundo son semiconductores.

Para temperaturas suficientemente bajas y la falta de influencias externas (por ejemplo, iluminación o calefacción), los semiconductores no realizan una corriente eléctrica: en estas condiciones, todos los electrones en semiconductores están asociados.

Sin embargo, la conexión de los electrones con sus átomos en semiconductores no es tan fuerte como en los dieléctricos. Y en caso de un aumento de la temperatura, así como para la iluminación brillante, algunos electrones se desprenden de sus átomos y se convierten en cargos libres, es decir, pueden moverse por toda la muestra.

Debido a esto, los portadores de carga negativa aparecen en los semiconductores: electrones libres.

Ø La conductividad del semiconductor, debido al movimiento de los electrones, se llama electrónica.

Cuando el electrón se retira del átomo, carga positiva Este átomo se vuelve no compensado, es decir, una carga positiva en exceso aparece en este lugar. Esta carga positiva se llama "agujero". Atom, cerca de la cual se formó un orificio, se puede seleccionar un electrón unido en un átomo vecino, mientras que el orificio se mueve hacia el átomo adyacente, y el átomo, a su vez, puede "transferir" un orificio.

Dicho movimiento de "EUTAFATE" de electrones relacionados se puede considerar como agujeros en movimiento, es decir, cargos positivos.

Ø La conductividad del semiconductor, debido al movimiento de los agujeros, se llama agujero.

Por lo tanto, la diferencia en la conductividad del orificio del electrón radica en el hecho de que la conductividad electrónica se debe al movimiento en semiconductores de electrones libres, y los electrones en movimiento de orificios.

Ø En un semiconductor puro (sin impurezas), la corriente eléctrica crea la misma cantidad de electrones libres y agujeros. Dicha conductividad se llama su propia conductividad de los semiconductores.

Si agrega una pequeña cantidad de arsénico para limpiar silicio derretido (aproximadamente 10-5%), después del endurecimiento, se forma una rejilla de silicona de cristal convencional, pero en algunos nodos de la celosía en lugar de los átomos de silicona habrá átomos arsénicos.

Arsénico, como saben, un elemento de cinco canales. Los electrones sin cemento forman conexiones electrónicas emparejadas con átomos de silicio vecinos. El quinto electrón alcalino de la comunicación no es suficiente, mientras que estará mal conectado con un átomo de arsénico que se libera fácilmente. Como resultado, cada átomo de la impureza le dará un electrón libre.

Ø Impurezas cuyos átomos dan fácilmente los electrones se llaman donante.

Los electrones de los átomos de silicio pueden liberarse, formando un orificio, por lo tanto, pueden haber electrones y orificios libres simultáneamente en el cristal. Sin embargo, los electrones libres muchas veces serán más que agujeros.

Semiconductores en los que los electrones son los principales portadores de cargos se denominan semiconductores N -TyP.

Si en Silicon agregue una ligera cantidad de India trivalente, entonces la naturaleza de los cambios de conductividad del semiconductora. Dado que la India tiene tres electrones de valencia, puede establecer un vínculo covalente con solo tres átomos adyacentes. Para instalar la comunicación con el cuarto átomo, el electrón no es suficiente. El indio "prestará" un electrón en átomos vecinos, como resultado de un átomo de indio forma un lugar vacante, un agujero.

Ø Las impurezas de que los electrones de "captura" de átomos de los semiconductores de la red cristalina se llaman aceptador.

En el caso de la impureza del aceptador, los transportistas de carga principal durante el paso de la corriente eléctrica a través del semiconductor hay agujeros. Semiconductores en los que los principales portadores de cargos son agujeros, llamados semiconductores R -Type.

Casi todos los semiconductores contienen impurezas de donantes y aceptores. El tipo de conductividad del semiconductor determina la mezcla con una mayor concentración de portadores de carga: electrones y agujeros.

Por lo tanto, a través del límite de la sección semiconductora Semiconductor N -TyP y P-tipo P, la corriente eléctrica solo está en una dirección, desde el semiconductor P -Type hasta el semiconductor N -typ.

Esto se usa en dispositivos que se llaman diodos.

Los diodos semiconductores se utilizan para enderezar. corriente alterna La dirección (tal corriente se llama variables), así como para la fabricación de LED. Los rectificadores de semiconductores tienen alta confiabilidad y uso a largo plazo.

Los diodos semiconductores en dispositivos de radio se usan ampliamente: receptores de radio, grabadoras de video, televisores, computadoras.

Un uso aún más importante de los semiconductores se convirtió en el transistor. Consta de tres capas de semiconductores: los semiconductores del mismo tipo se encuentran a lo largo de los bordes, y entre ellos, la capa delgada del semiconductor de otro tipo. El uso amplio de los transistores se debe al hecho de que con su ayuda puede mejorar señales eléctricas. Por lo tanto, el transistor se ha convertido en el elemento principal de muchos dispositivos semiconductores.

Los diodos semiconductores y los transistores son "ladrillos" de dispositivos muy complejos que se llaman chips integrados.

Microcircuita "Trabajo" hoy en computadoras y televisores, en teléfonos móviles y satélites artificiales, en automóviles, aviones e incluso en lavadoras. El circuito integrado se realiza en una placa de silicona. El tamaño de la placa es de un milímetro a un centímetro, y en una de esas placa se puede colocar hasta un millón de componentes: pequeños diodos, transistores, resistencias, etc.

Las ventajas importantes de los circuitos integrados son de alta velocidad y confiabilidad, así como bajo costo. Es precisamente debido a esto sobre la base de circuitos integrados y logró crear dispositivos complejos, pero asequibles, computadoras y objetos de los electrodomésticos modernos.

Preguntas a los estudiantes durante la presentación de nuevos materiales.

Primer nivel

1. ¿Qué sustancias se pueden atribuir al semiconductor?

2. ¿Qué tipo de partículas cargadas se crean en semiconductores?

3. ¿Por qué la resistencia de los semiconductores depende mucho de la presencia de impurezas?

4. ¿Cómo es P -N-POWER? ¿Qué propiedad tiene una transición P -N?

5. ¿Por qué los portadores de carga gratuitos no pueden pasar por la transformación P -N de un semiconductor?

Segundo nivel

1. Después de la administración de impurezas arsénicas en Alemania, la concentración de los electrones de conductividad aumentó. ¿Cómo ha cambiado la concentración del agujero?

2. ¿Con qué experiencia se puede ver en una conductividad unilateral del diodo semiconductor?

3. ¿Es posible obtener una transformación P-N, después de colocar estaño en Alemania o Silicon?

Arreglando el material estudiado

1. ¿Qué conducción (electrónica o agujero) tiene silicio con HACK DE GALLIO? ¿India? ¿fósforo? ¿antimonio?

2. ¿Qué conducción (electrónica o agujero) estará en silicona si se agrega fósforo a él? Borde? ¿aluminio? ¿arsénico?

3. ¿Cómo cambiará la resistencia de una muestra de silicio con una mezcla de fósforo si ingresa una ingesta de galio? La concentración de fósforo y átomos de galio es el mismo. (Respuesta: aumentará)

Lo que aprendimos en clase

· Semiconductores: sustancias cuya resistencia específica se reduce de manera muy rápida con aumento de temperatura.

· La conductividad del semiconductor, debido al movimiento de los electrones, se llama electrónica.

· La conductividad del semiconductor, debido al movimiento de los agujeros, se llama agujero.

· Impurezas cuyos átomos dan fácilmente los electrones se llaman donante.

· Semiconductores en los que los electrones son los principales portadores de cargos, se llaman semiconductores N -Type.

· Impurezas de que los electrones de "captura" de los átomos de los semiconductores de la red cristalina se llaman aceptador.

· Semiconductores en los que los cargos principales de los cargos son agujeros, se llaman semiconductores de tipo P.

· Póngase en contacto con dos semiconductores con varias especies La conductividad tiene propiedades para llevar a cabo una corriente en una dirección y, significativamente peor en la dirección opuesta, es decir, tiene una conductividad unilateral.

R1 No. 6.5; 6.7; 6.15; 6.17.

Рів2 № 6.16; 6.18; 6.24, 6.25.

R3 No. 6.26, 6.28; 6.29; 6.30.

3. D: Prepárese para el trabajo independiente número 4.

Subasta con palabras de apoyo como una técnica para la actualización del conocimiento de referencia, el uso de las TIC, los momentos del juego, lo que permite cambiar las actividades en la lección, el trabajo individual al fijar el material estudiado y la posterior prueba mutua de las tareas realizadas. Todos estos artículos que hacen una lección regular un poco más interesante.

Desarrollo de una lección en física.

Lección temática: Corriente eléctrica en semiconductores.

LECCIÓN DE OBJETIVOS:

Didáctico - Para introducir a los estudiantes con una clase especial de sustancias: semiconductores, introducir los conceptos de su propia conductividad e impureza, para estudiar la dependencia de la electrónica de los semiconductores de la temperatura y la presencia de impurezas.

Desarrollando: Contribuir a la expansión de los horizontes de los estudiantes, desarrollar la capacidad de percibir y analizar información técnica y científica, la capacidad de usar la terminología técnica.

Educativo: Para formar una actitud responsable hacia la adquisición de conocimientos, habilidades de comunicación y autodisciplina.

Clase de mto: Equipo de medios, presentación "Corriente eléctrica en semiconductores" que contiene una explicación animada al material estudiado, tarjetas con indicioDistribuyendo material didáctico para trabajos independientes.

Vínculos intergubernamentales.Química. Temas: Sistema periódico de elementos químicos D.I. imetelev. Conexión covalente.

Tipo de lección: Aprendiendo la lección de nuevos conocimientos basados \u200b\u200ben disponibles.

Métodos y técnicas.: Subasta con palabras de soporte, aplicaciones de TIC, el uso de momentos de juego para crear la salud de las condiciones de ahorro, la encuesta frontal, el trabajo individual, la prueba mutua.

Plan de estudios.

1. momento organizacional.

2. Actualización del conocimiento de referencia.

3. Estudiando un nuevo material.

3.1. Semiconductores.

3.2. Conductividad propia de los semiconductores;

3.3. Conductividad de impureza;

3.3.1. Impurezas donantes;

3.3.2. Impurezas aceptadoras.

4. Cierre del material estudiado.

5. Tarea.

6. Sumando la lección. Evaluación del trabajo de los estudiantes.

Durante las clases.

1. momento organizacional.

2. Actualización del conocimiento de referencia. (Una encuesta en forma de subasta usando tarjetas con palabras clave).

Metodología para la subasta. .

El profesor muestra una tarjeta con palabras clave (en resumen), y los estudiantes hablan de acuerdo con el tema dado, sin entrar en detalles. Cada respuesta correcta es una puntuación en la alcancía del estudiante (la tarjeta permanece temporalmente para el cálculo de puntos en el futuro).

Tarjeta. Electricidad

Respuesta. La corriente eléctrica se llama un movimiento direccional ordenado de partículas cargadas libres.

Tarjeta. Corriente eléctrica permanente.

Respuesta. La corriente eléctrica que no varía en la magnitud o en la dirección se llama una corriente constante.

Tarjeta. Dirección corriente continua.

Respuesta. Para la dirección de DC, se toma la dirección de movimiento de partículas cargadas positivamente, es decir, De "+" a "-".

Tarjeta. Condiciones de la existencia actual.

Respuesta. Para la existencia de una corriente eléctrica, es necesario tener partículas y fuerzas cargadas libres que lleven a estas partículas en movimiento direccional. Por ejemplo, la potencia del campo eléctrico.

Tarjeta. Grupos de sustancias para la conductividad eléctrica.

Respuesta. Para la conductividad eléctrica, las sustancias se dividen en conductores y dieléctricos.

Tarjeta. Condiciones.

Respuesta. Los conductores son sustancias que son bien conductivas.

Tarjeta. Dieléctricos

Respuesta. Los dieléctricos son sustancias no corrientes.

3. Estudiando un nuevo material. Acompañado de una presentación.

- Escrito en la lección del tema del cuaderno. (Diapositiva 1).

Motivación para estudiar más el tema (Diapositiva 2).

Nos familiarizamos con los objetivos de esta lección (Diapositiva 3).

Corrija sus ideas sobre los grupos de sustancias para la conductividad eléctrica (Diapositiva 4).

Escribe en el cuaderno

Por conductividad eléctrica de la sustancia se puede dividir en 3 grupos principales: conductores, dieléctricos, semiconductores.

Conductores que están bien conducidos por la corriente eléctrica (metales, soluciones de electrolito, plasma, etc.) Los conductores más utilizados son AU, AG, CU, AL, FE.

Dielectrics: sustancias que prácticamente no realizan corriente eléctrica (plásticos, caucho, vidrio, porcelana, madera seca, papel, etc.)

3.1. Semiconductores

Escribe en el cuaderno.

Semiconductores: sustancias conductoras solo bajo ciertas condiciones.

Su conductividad eléctrica depende de la temperatura, la iluminación, la presencia de impurezas.(SI, GE., Se, EN., Como y etc.).

Por conductividad eléctrica, ocupan una posición intermedia entre conductores y dielectrics (SI, GE, SE, IN,, etc.), excepto por 12 elementos químicos puros, los semiconductores son plomo de azufre, cadmio sulfúrico, ciego de cobre, muchos óxidos y metales sulfuros. , algunas sustancias orgánicas. El mayor uso en la técnica tiene germanium GE y Silicon SI (diapositivas 4.5,6).

Hace poco más de medio siglo, los semiconductores no tenían un valor práctico notable. En ingeniería eléctrica y en ingeniería de radio, fueron realizados exclusivamente por conductores y dieléctricos. Pero la situación ha cambiado dramáticamente cuando teóricamente, y luego casi la oportunidad de controlar la conductividad eléctrica de los semiconductores se abrió prácticamente.

¿Cuál es la principal diferencia entre los semiconductores de los conductores, y qué características de su estructura permitieron el uso de dispositivos semiconductores en casi todos los dispositivos electrónicos?

3.2. Conducción propia

Escribe en el cuaderno.

Conductividad de los semiconductores puros llaman. conducción propia .

Una vez más, recuerde las condiciones de la existencia actual. Repetimos el mecanismo de conductividad eléctrica de los metales, centrándose en el papel del campo eléctrico (Diapositiva 8).

Responder a los estudiantes

Para la existencia de una corriente eléctrica, es necesario tener partículas y fuerzas cargadas libres que lleven a estas partículas en movimiento direccional. Puede ser una fuerza de campo eléctrica que lleve a los electrones en un movimiento ordenado.

Considere la conductividad de los semiconductores en el ejemplo de Silicon SI (Diapositiva 9).

El silicio es un elemento químico quirricular. Cada átomo de silicona en la capa de electrones exteriores tiene cuatro electrones no pareados, que forman pares electrónicos (enlaces covalentes) con cuatro átomos vecinos. Por lo tanto, en el semiconductor, no hay partículas cargadas libres capaces de crear una corriente.

Pero esto sucede en condiciones normales, a bajas temperaturas.

- ¿Qué sucede si aumenta la temperatura de la sustancia (Diapositiva 10)?

Con la temperatura creciente, la energía y la velocidad del movimiento de electrones aumentan y algunas de ellas salen de sus átomos, convirtiéndose en electrones libres. Las vacantes restantes con una carga positiva no compensada ( partículas cargadas virtuales), llamada agujerosBajo la influencia del campo eléctrico, los electrones y los orificios comienzan a ordenarse (contador), formando una corriente eléctrica.

Para entender cómo se mueven los agujeros (lugar vacante), sostenimos el juego "Silla vacía"..

Métodos de juego .

La esencia del juego es la siguiente. En una de las filas detrás de la primera parte, liberamos la silla. Esta es la posición inicial. El estudiante sentado en el segundo escritorio es trasplantado en él. Por lo tanto, la silla libre ya no es para la primera, sino para el segundo escritorio. Ahora, el estudiante sentado para el Tercer Escritorio ocupa el lugar vacío, y el taburete se apaga para estar vacío, etc. Por lo tanto, un lugar vacío es una silla vacía (en el semiconductor, es un hoyo) se mueve más y más lejos de la primera parte, pasando al movimiento opuesto de los participantes del juego (en el semiconductor, hacia el lado opuesto al movimiento. de electrones).

El juego ayuda a aliviar la tensión y continuar con un mayor aprendizaje exitoso del material educativo.

Escribe en el cuaderno.

La corriente eléctrica en semiconductores puros es creada por electrones libres y agujeros que la misma cantidad.

Esta es su propia conductividad de los semiconductores.

Con la temperatura creciente, el número de electrones libres y agujeros se vuelve mayor, la conductividad de los semiconductores está creciendo, la resistencia disminuye.

Escribe en el cuaderno.

Con la creciente temperatura, la conductividad de los semiconductores está creciendo, la resistencia disminuye.

Estudiantes de la tarea.

Compare y explique los gráficos de la dependencia de los metales y los semiconductores de la temperatura (diapositiva 11).

Responde a los estudiantes en la diapositiva.

Con la temperatura creciente, aumenta la resistencia de los metales. Esto se debe al hecho de que con un aumento en la temperatura de los iones en los nodos de la red cristalina, está fluctuando intensamente, el movimiento caótico de los electrones libres aumenta, y la carga total que pasa a través de la sección transversal del conductor por La unidad de tiempo disminuye.

Con la temperatura creciente, la resistencia de los semiconductores disminuye. Esto se explica por el hecho de que cuando los semiconductores calentados, hay más portadores de carga gratuita en ellos, lo que conduce a un aumento en la fuerza actual, y esto es equivalente a una disminución de la resistencia.

3.3 Conductividad de impureza de los semiconductores.(Diapositivas 12,13,14).

La conductividad intrínseca de los semiconductores es claramente insuficiente para el uso técnico de semiconductores. Por lo tanto, para aumentar la conductividad en semiconductores puros, se introducen las impurezas (aleación) que suceden donante y aceptador

Escribe en el cuaderno

La conductividad de los semiconductores con la adición de impurezas es la conductividad de impureza. Impurezashay donante y aceptador

3.3.1. Donante impurezas.

Si agrega una pequeña cantidad de arsénico para limpiar silicio derretido (aproximadamente 10-5%), después del endurecimiento, se forma una rejilla de silicona de cristal convencional, pero en algunos nodos de la celosía en lugar de los átomos de silicona habrá átomos arsénicos.

Arsénico, como saben, un elemento de cinco canales. Los electrones cuatriculares forman conexiones electrónicas emparejadas con átomos de silicona vecinos. El quinto electrón de valencia de la comunicación no es suficiente, mientras que estará mal conectado con el átomo de arsénico que se libera fácilmente. Como resultado, cada átomo de la impureza le dará un electrón libre.

Los electrones de los átomos de silicio pueden liberarse, formando un orificio, por lo que los electrones libres y los orificios pueden existir simultáneamente en el cristal. Sin embargo, los electrones libres muchas veces serán más que agujeros.

Los semiconductores en los que los electrones son los portadores de carga principal se llaman semiconductores de tipo N.

Escribe en el cuaderno

Las impurezas cuyos átomos dan fácilmente los electrones se llaman donante (semiconductornORTE.-Tipo).

3.3.2. Impurezas de aceptores

Si en Silicon agregue una ligera cantidad de India trivalente, entonces la naturaleza de los cambios de conductividad del semiconductora. Dado que la India tiene tres electrones de valencia, puede establecer un vínculo covalente con solo tres átomos adyacentes. Para establecer la comunicación con el cuarto átomo de electrones, no hay suficiente. El indio "prestará" un electrón en átomos vecinos, como resultado de un átomo de indio forma un lugar vacante, un agujero.

En el caso de la impureza del aceptador, los portadores de carga principal durante el paso de la corriente eléctrica a través del semiconductor son agujeros. Los semiconductores en los que los cargadores principales de los cargos son los agujeros, se llaman semiconductores de tipo P.

Escribe en el cuaderno

Las impurezas de que los electrones de "captura" de los átomos de la rejilla cristalina de semiconductores se llaman aceptador (semiconductor tipo P).

4. Cierre material estudiado.

4.1. Encuesta frontal (Diapositiva 16).

¿Qué son los semiconductores?

¿Qué partículas son la corriente en semiconductores?

¿Cómo difiere la conductividad de impureza de su propia conducción?

¿Por qué semiconductores puros?

Que es un semiconductor r - ¿Tipo?

Que es un semiconductor nORTE. - ¿Tipo?

¿Por qué con la creciente resistencia a la temperatura a los semiconductores cae?

4.2. Trabajo independiente en tarjetas..

Establecer la correspondencia, qué términos y declaraciones físicas son necesarias para la historia por los temas "Corriente eléctrica en metal", "gas de corriente eléctrica", "Corriente eléctrica en soluciones electrolíticas", "Corriente eléctrica en semiconductores"?

Condición: Al realizar el trabajo, no se permiten correcciones. .

Metales Gaza Soluciones de electrolitos Semiconductores

1. Iones, 2. Electrones, 3. Impurezas, 4. Agujero, 5. Aumenta la resistencia con la temperatura creciente, 6. La recombinación, 7. Cuando se calienta, la resistencia disminuye, 8. Explorador, 9. Crazalía de cristal, 10. Arco eléctrico, 11. Descarga independiente, 12. Incendios de St. Elma, 13. Donante, 14. Diecretric, 15. Nube electrónica, 16. Diodo de vacío, 17. Tubo de descarga de gas, 18. Aceptador, 19. Propiedad de conductividad, 20. Vacío, 21. Superconductividad, 22. ionización , 23. Disociación electrolítica, 24. Electrodos, 25.Electroliz, 26. Kinescope, 27. galvanoplastia.

Después de completar la tarea, los estudiantes intercambian tarjetas y revisan entre sí, haciendo correcciones, Evaluando el trabajo del camarada.

Luego, las obras se revisan nuevamente con la ayuda de la llave y se transmiten al maestro.

La clave de la tarea

Metales - 1, 2, 5, 8, 9, 21.

Gaza - 1,26,7,10,11,12,14,17,22.

Soluciones de electrolitos - 1,6,7,23,24,25,27.

Semiconductores - 1,2,3,4,7,9,13,18,19.

5. Tarea:

1. Prepare una tabla comparativa "Corriente eléctrica en diversos entornos".

2. Prepare el mensaje "Primero uso práctico Termoelementos semiconductores en los años de la Segunda Guerra Mundial "(" Partisan Kotheleok ") - a voluntad.

6. Sumando. Evaluación del trabajo de los estudiantes.

Referencias

Física: Estudios. por 10 cl. educación general. Instituciones / G. Y. Mikyshev, B.B. Bukhovtsev, N.N.Sotsky-- 12- E Ed .- : Ilustración, 2010. - 336 p. ,: IL.-ISBN 5-01 011578-8.

Libro de texto electrónico "Abierto Física", Physicik

Explica las características.

Semiconductores: sustancias capaces de llevar a cabo una corriente eléctrica y para evitar su paso. Este es un gran grupo de sustancias aplicadas en ingeniería de radio (Alemania, silicio, selenio, así como todo tipo de aleaciones y productos químicos. compuestos nr óxido de cobre). Casi todas las sustancias que nos rodean son semiconductores. El semiconductor más común. Es silicio, constituyente en estimaciones aproximadas de casi el 30% de la corteza terrestre. Para la fabricación de dispositivos semiconductores, solo se utilizan principalmente silicio y germanio. (Encuéntralos en la Tabla D. I. MENDELEEV - Apéndice 2). ¿Qué valencia tienen (en la Tabla D. I. MENDELEEV, encuentre el número de columna en el que se encuentran)?

En términos de sus propiedades eléctricas, los semiconductores ocupan el lugar central entre los conductores y la corriente eléctrica no conductora. Escriba en la definición del cuaderno, qué es un semiconductor.

Considere las siguientes tres experiencias (demostración o carteles)

Primera experiencia: Semiconductor de calefacción

¿Ves lo que sucede cuando la temperatura está aumentando? ¿La resistencia disminuirá con la temperatura creciente?

¿Qué conclusión se puede hacer?

La conductividad eléctrica de los semiconductores depende en gran medida de la temperatura ambiente. A una temperatura muy baja, cerca del cero absoluto (-273), los semiconductores no realizan una corriente eléctrica y con un aumento de la temperatura, se reduce su resistencia. Sobre la base de esto, se crearon dispositivos termoeléctricos.

Termistores.En semiconductores resistencia eléctrica Es muy dependiente de la temperatura. Esta propiedad se utiliza para medir la temperatura de la corriente en la cadena con un semiconductor. Dichos dispositivos se llaman termistores o termistores.

Los termistores son uno de los dispositivos semiconductores más simples. Libera los termistores en forma de varillas, tubos, discos, arandelas y perlas en tamaño de varios micrómetros a varios centímetros.

El rango de temperaturas medidas de la mayoría de los termistores radica en el rango de 170 a 570 k. Pero hay termistores para medir las dos temperaturas muy altas (aproximadamente 1300 k) y muy bajas (aproximadamente 4 a 80 k). Los termistores se utilizan para la medición remota de la temperatura, la alarma de incendio, etc.

Segunda experiencia: Iluminación con luz semiconductora.

¿Ves lo que sucede cuando la iluminación está aumentando?

¿Qué conclusión se puede hacer?

Si el semiconductor está alojado, su conductividad eléctrica comienza a aumentar. Usando esta propiedad de semiconductores, se crearon dispositivos fotovoltaicos. También los semiconductores pueden convertir la energía de la luz en la corriente eléctrica, por ejemplo, paneles solares.

Fotoresistores.La conductividad eléctrica de los semiconductores es peor no solo cuando se calienta, sino también cuando se ilumina.

Se puede observar que al iluminar un semiconductor, la fuerza actual en la cadena aumenta significativamente. Esto indica un aumento en la conductividad (reducción de la resistencia) de semiconductores bajo la acción de la luz. Este efecto no está asociado con el calentamiento, ya que se puede observar a una temperatura constante.

La conductividad eléctrica aumenta debido a la ruptura de los enlaces y la formación de electrones libres y agujeros debido a la energía de la luz que cae en el semiconductor. Este fenómeno se llama un efecto fotoeléctrico.

Los dispositivos en los que el efecto fotovoltaico en el uso de los semiconductores se denominan fotoresistores o fotoresistencia. La miniaturidad y la alta sensibilidad de los fotoresistores hacen posible usarlos en una amplia variedad de ciencia y tecnología para el registro y la medición de flujos de luz débiles. Usando fotoresistores, la calidad de las superficies determinan el tamaño de los productos, etc.

Tercera experiencia: Añadiendo una impureza al semiconductor.

¿Mira qué pasa?

¿Qué conclusión se puede hacer?

Cuando se administra a las impurezas semiconductoras de ciertas sustancias, su conductividad eléctrica aumenta considerablemente.

Escribimos en un cuadernopropiedades de los semiconductores.

La conductividad eléctrica aumenta con la temperatura creciente (termistor).

Electricidad se eleva cuando la iluminación (fotoresistor, paneles solares)

La conductividad eléctrica aumenta cuando algunas impurezas se introducen en el semiconductor. (diodo semi-voltaje)

Las propiedades de los semiconductores dependen de su estructura interna.Considere el silicio: un elemento de cuatro dimensiones (muestre un modelo tridimensional) que es, en la cubierta exterior del átomo, hay cuatro electrones, débilmente asociados con el núcleo. El número de vecinos más cercanos de cada átomo de silicona también equivale a cuatro.

La interacción de un par de átomos vecinos se lleva a cabo con la ayuda de una conexión parenoelectrónica, llamada enlace covalente. En la formación de esta conexión de cada átomo, se involucra un electrón Valenny. Los átomos se encuentran lo más cercanos entre sí que sus electrones de valencia forman órbitas uniformes que pasan por los átomos vecinos, lo que vincula a los átomos en una sola sustancia.

Dibuja una imagen resultante en un cuaderno. (Dibujo en la pizarra)Los estudiantes realizan el mismo dibujo en el cuaderno. Añadir más átomos adyacentes.

Cuando el silicio se calentó, la energía cinética de las partículas aumenta, y viene la ruptura de las conexiones individuales. Algunos electrones se vuelven libres y se mueven entre los nodos de la red, formando una corriente eléctrica. La conductividad de los semiconductores causados \u200b\u200bpor sus electrones libres se llama conductividad electrónica. Al romper la conexión, se forma un lugar vacante con el orificio de electrones faltante.

A bajas, las temperaturas de comunicación no estallan, por lo tanto, el silicio a bajas temperaturas no realiza una corriente eléctrica.

La conductividad de los semiconductores puros, sin impurezas (conductividad propia), se lleva a cabo moviendo electrones libres (conductividad electrónica) y el movimiento de electrones asociados por lugares vacantes de enlaces parenoelectrónicos (conductividad del orificio). La conductividad de los semiconductores es extremadamente dependiente de las impurezas. Fue esta dependencia de que los semiconductores los hicieron en lo que se convirtieron en la técnica moderna. Hay impurezas de donantes y aceptores. Si hay una impureza de los donantes en un semiconductor, si agrega arsénico en silicona, se observa un exceso de electrones, se llama el semiconductornORTE. -Tipo, en presencia de impurezas de aceptores, si se observan indio en silicio, se observan los orificios en exceso, el semiconductor se llama tipo P.

Lección del tema: "Dispositivos de semiconductores. Diodos"

Objetivos y objetivos:

Educativo:

la formación de un concepto inicial de nombramiento, acción y la propiedad principal de diodos semiconductores.

Educativo:

para formar una cultura de trabajo mental, el desarrollo de cualidades personales es la perseverancia, la dedicación, la actividad creativa, la independencia.

Desarrollando:

entrenamiento para aplicar las propiedades de la conductividad unilateral.

Equipo de equipamiento materialmente técnico:

libros de trabajo, computadora, tablero interactivo, procedencia sobre el tema.

Curso de viaje:

1. momento organizacional:

(Tarea: creando una actitud psicológica favorable y activación de atención).

2. Preparación para la repetición y generalización del material aprobado.

¿Qué es la corriente eléctrica?

Fuerza de corriente, unidades de medida.

pag. – nORTE. transición.

Semiconductores.

Temas de mensajes y metas de clases.

Semiconductores. Diodos.

Explicación de las perspectivas.

Para estudiar la electrónica moderna, es necesario, en primer lugar, conocer los principios del dispositivo y la base física del trabajo de los dispositivos semiconductores, sus características y parámetros, así como las propiedades más importantes que determinan la posibilidad de aplicarlas. En equipos electrónicos.

El uso de dispositivos semiconductores proporciona un enorme ahorro en el gasto de la energía eléctrica de la fuente de alimentación y le permite reducir significativamente el tamaño y la masa del equipo. Poder mínimo para la nutrición. lámpara electrónica Es 0.1 W, y para el transistor puede ser de 1MKW, es decir, 100,000 veces menos.

3. El escenario principal.

Nuevo material

Todas las sustancias que se encuentran en la naturaleza, en sus propiedades eléctricamente conductivas se dividen en tres grupos:

Conductores

aisladores (dieléctricos),

semiconductores

Los semiconductores se refieren a muchas más sustancias que a los conductores y los aisladores. En la fabricación de radiofers, 4 valence Germanium GE y Silicon SI recibieron la mayor distribución.

La corriente de semiconductora eléctrica es causada por el movimiento de electrones libres y los llamados "agujeros".

Los electrones libres que han dejado sus átomos crean N-conductividad (N - la primera letra de la palabra latina Negativus es negativa). Los agujeros se crean en el semiconductor P - Conductividad (P - la primera letra de la palabra latina positivus- positiva).

En un conductor puro, el número de electrones libres y agujeros son igualmente.

Al agregar impurezas, puede obtener un semiconductor con el predominio de la conductividad electrónica o agujero.

La propiedad más importante de P- y N-Semiconductores es una conducción unilateral en el lugar de la espiga. Esta espiga se llama una transición P-N.

En la 4ta Valencia Crystal Germany (Silicon), agregue 5 Valence Arsenic (Antimonio), luego obtendremos N - Conductor.

Al agregar 3 Valence India, obtenemos el R - el conductor.

Cuando la "PLUS" de la fuente está conectada a la región R, dicen que la transición se enciende en la dirección delantera, y cuando los menos de la fuente actual están conectados a la región R, la transición se enciende en la dirección opuesta.

La conductividad de una vía P y N de la transición es la base de la acción de los diodos semiconductores, los transistores, etc.

Tener una idea del semiconductor, ahora proceda al estudio del diodo.

El prefijo "DI" significa dos, lo que indica dos zonas adyacentes de diferente conductividad.

Válvula de neumático de bicicleta (Nipel). Aire a través de ella solo puede pasar en una dirección, dentro de la cámara. Pero hay una válvula eléctrica. Este diodo es un detalle de semiconductores con dos conclusiones de cable de ambos extremos.

Por diseño, los diodos semiconductores pueden ser en avión o punto.

Los diodos planos tienen un área grande de la transición del orificio de electrones y se utilizan en cadenas en las que fluyen grandes corrientes.

Los diodos de puntos se distinguen por un área pequeña de la transición del orificio de electrones y se utilizan en cadenas con pequeñas corrientes.

Designación gráfica condicional del diodo. El triángulo corresponde a la región R- y se llama ánodo, y una línea recta, llamada cátodo, representa el área N.

Dependiendo del propósito del diodo, puede tener caracteres adicionales.

Los principales parámetros para los cuales se caracterizan los diodos.

Corriente directa de diodos.

Corriente de diodo inverso.

Sujetando el material.

Cambio de la polaridad de la conexión de la fuente de alimentación en una cadena que contiene un diodo semiconductor.

Conectamos la batería 3336L y la bombilla incandescente MN3,5 - 0.28 (en el voltaje de 3.5V y el voltaje de 0.28A) y conecte esta cadena a un diodo de aleación de la serie D7 o D226, de modo que el diodo pueda estar directamente o a través de la luz. Bombilla, y el cátodo positivo es un voltaje negativo de la batería (Fig. 3, Fig. 4). La luz debe quemarse con un potasio completo. Luego cambiamos la polaridad de la conexión de la batería "Batería: bombilla" a la inversa (Fig. 3, Fig. 4). Si el diodo es bueno, la luz no está encendida. En este experimento, la bombilla incandescente realiza una doble función: sirve como indicador actual en la cadena y limita la corriente en esta cadena a 0.28A, protegiendo así el diodo de sobrecarga. Puede incluir un miliammermerete para una corriente de 300 ... 500 mA, que fijaría la corriente directa y inversa a través del diodo, se puede incluir con la batería y la bombilla incandescente.

4. MOMENTO DE CONTROL:

Dibuje un diagrama de un circuito eléctrico que consiste en una fuente de DC, micromotor, 2 diodos, de modo que use los interruptores para cambiar la rotación del rotor de micromotor.

Determine los polos de la batería para una lámpara de bolsillo con un diodo semiconductor.

Examine de forma independiente la conductividad del diodo en el soporte de demostración. Estudio de una conductividad unilateral del diodo.

5. PADRE:

evaluación del éxito en el logro de las tareas de las clases (como funcionó, que aprendieron o aprendieron)

6. momento reflectante:

determinar la efectividad y la utilidad de las clases a través de la autoestima de los alumnos.

7. PUNTO DE INFORMACIÓN:

definición de perspectivas de la siguiente lección. .

8. tarea

Para asegurar el material aprobado, piense en las siguientes tareas y traiga su solución:

¿Cómo proteger el equipo de radio de los pasteles al uso del diodo semiconductor?

Disponible circuito eléctrico, que incluye cuatro elementos sucesivamente conectados, dos bombillas A y B y dos interruptores A y B. En este caso, cada interruptor se ilumina solo una, solo "su" bombilla. Para encender ambas bombillas, debe cerrar ambos interruptores al mismo tiempo.

Plan de lección de aprendizaje laboral abstracta.

Clase 9.

Tema de la sección: Bases electrónicas y electrónicas. (3 horas)
Lección del tema №27: dispositivos semiconductores.

Propósito: Familiarizarse con dispositivos semiconductores.

Durante las clases:
1. Parte organizacional 3 min.
un saludo.
b) Detección de falta.
c) Repetición de material aprobado.
d) Declaración de la lección. Registre el tema de la lección en cuadernos.
e) Traer a los estudiantes de metas y un plan de lección.

2. Recibir el material ha pasado, 7 min.

¿Qué pertenece a los principales tipos de trabajo eléctrico?

¿Cuáles son los materiales conductores?

¿Aplicando materiales conductores?

3. Mayor material nuevo 10 min.

Dispositivos semiconductores Los dispositivos cuya acción se basa en el uso de propiedades semiconductoras.

Los dispositivos de semiconductores incluyen :

Esquemas integrales (papas fritas)

Diodos semiconductores (incluyendo varicaps, estabilicos, diodos Schottki),

Tiristores, fototristoria,

Transistores

Dispositivos de carga,

Microondas de semiconductores (diodos Gann, diodos de avalancha),

Dispositivos optoelectrónicos (fotoresistores, fotodiodos, elementos solares, detectores de radiación nuclear, LED, láseres semiconductores, emisores electroluminiscentes),

Termistores, sensores de pasillos.

Básico Los materiales para la producción de dispositivos semiconductores son silicio (SI), carburo de silicio (SII), compuestos de galio e India.

Conductividad eléctrica Los semiconductores dependen de la presencia de impurezas y efectos de energía externa (temperatura, radiación, presión, etc.). Los flujos de corriente son causados \u200b\u200bpor dos tipos de portadores de carga: electrones y agujeros. Dependiendo de la composición química, los semiconductores puros e impurezas difieren.

Semiconductores

4. Trabajo práctico durante 18 min.
Uno de los métodos de dicha inspección es la medición de la resistencia a la resistencia entre las salidas del emisor y el colector cuando se conecta la base con el colector y cuando se conecta la base con el emisor. En este caso, la fuente de la alimentación del colector se desconecta del diagrama. Con un transistor de trabajo en el primer caso, la resistencia leve mostrará una pequeña resistencia, en la segunda, aproximadamente unos pocos cientos de miles o decenas de miles.

Semiconductor diodo - Dispositivo semiconductor con una transición eléctrica y dos conclusiones (electrodos). A diferencia de otros tipos de diodos, el principio de acción del diodo semiconductor se basa en el fenómeno de la transición P-N.

Pruebas de diodos semiconductores.

Al probar diodos con AMM, se deben usar las mediciones más bajas. Al verificar un buen diodo, la resistencia en la dirección directa será de varios cientos de ohmios, en la dirección opuesta, una resistencia infinitamente grande. Si el mal funcionamiento del diodo de AMM muestra la resistencia cercana a 0 o espacio con una prueba de diodo. La resistencia de las transiciones en direcciones directas y reversa para alemania y diodos de silicio es diferente.

5. Lección de resultados 2 min.
6. Empleos de limpieza durante 5 min.