Un exemplu exemplar al primei lecții. Plan-abstractizare de formare (harta tehnologică) pe subiect: "Curentul electric în semiconductori Rezumat Lecții Semiconductori Utilizați semiconductori

Lecția 10/10.

Subiect. Electricitate în semiconductori

Scopul lecției: pentru a forma o idee de presă liberă incarcare electrica În semiconductori și despre natura curentului electric în semiconductori.

Tipul de lecție: Lecția care studiază un nou material.

Planul lecției

Controlul cunoștințelor		1. Curentul electric în metale. 2. Curentul electric în electroliți. 3. Legea faptului pentru electroliză. 4. Curentul electric în gaze
Demonstrații		Fragmente ale filmului "curent electric în semiconductori"
Studierea unui nou material		1. Încărcați purtători în semiconductori. 2. Conducția de impurități a semiconductorilor. 3. Tranziția cu gaura electronică. 4. Dioduri și tranzistoare semiconductoare. 5. Chips-uri integrate
Fixarea materialului studiat		1. Întrebări calitative. 2. Învățarea de a rezolva problemele

Studierea unui nou material

Rezistențele semiconductorilor la temperatura camerei au semnificațiile care se află într-o gamă largă, adică de la 10-3 la 107 ohm și ocupă o poziție intermediară între metale și dielectrici.

Ø Semiconductori - substanțe a căror rezistență specifică scade foarte repede cu creșterea temperaturii.

Semiconductorii includ multe elemente chimice (bor, siliciu, germaniu, fosfor, arsenic, seleniu, telur, etc.), o cantitate mare Minerale, aliaje și compuși chimici. Aproape toate substanțele anorganice din jurul nostru din întreaga lume sunt semiconductori.

Pentru temperaturi suficient de scăzute și lipsa de influențe externe (de exemplu, iluminatul sau încălzirea) semiconductori nu efectuează un curent electric: în aceste condiții, toți electronii din semiconductori sunt asociați.

Cu toate acestea, conectarea electronilor cu atomii săi în semiconductori nu este la fel de puternică ca și în domeniul dielectricilor. Și în cazul unei creșteri a temperaturii, precum și pentru iluminatul strălucitor, unii electroni au ieșit din atomii lor și devin acuzații libere, adică pot să se miște în eșantion.

Datorită acestui lucru, transportatorii de încărcare negativă apar în electroni liberi de semiconductori.

Ø Conductivitatea semiconductorului, datorită mișcării electronilor, se numește electronică.

Când electronul este scos din atom, sarcină pozitivă Acest atom devine necompensat, adică în acest loc apare o încărcare pozitivă în exces. Această încărcare pozitivă se numește "gaură". Atom, lângă care a fost formată o gaură, poate fi selectată un electron legat într-un atom vecin, în timp ce gaura se deplasează la atomul adiacent, iar atomul, la rândul său, poate "transfera" o gaură pe.

O astfel de mișcare "eutafate" a electronilor asociați poate fi considerată găuri în mișcare, adică taxe pozitive.

Ø Conductivitatea semiconductorului, datorită mișcării găurilor, se numește gaură.

Astfel, diferența în conductivitatea gaurii de la electron constă în faptul că conductivitatea electronică se datorează mișcării în semiconductori ai electronilor liberi și electronilor în mișcare a găurilor.

Ø Într-un semiconductor pur (fără impurități), curentul electric creează aceeași cantitate de electroni și găuri libere. O astfel de conductivitate se numește propria lor conductivitate a semiconductorilor.

Dacă adăugați o cantitate mică de arsenic pentru a curăța siliciul topit (aproximativ 10-5%), după întărire, se formează o grilă convențională de siliciu, dar în unele noduri ale zăbrelelor în loc de atomi de siliciu, vor fi atomi de arsenic.

Arsenic, după cum știți, un element de cinci canale. Electroni fără ciment formează conexiuni electronice asociate cu atomii vecini de siliciu. Cel de-al cincilea electron alcalin al comunicării nu este suficient, în timp ce acesta va fi slab legat de un atom arsenic care devine ușor liber. Ca rezultat, fiecare atom al impurității va da un electron liber.

Ø Impuritățile ale căror atomi oferă cu ușurință electroni sunt numiți donatori.

Electronii de la atomii de siliciu pot deveni liberi, formând o gaură, prin urmare, pot exista electroni și găuri libere gratuite în cristal. Cu toate acestea, electronii liberi de mai multe ori vor fi mai mult decât găuri.

Semiconductorii în care electronii sunt principalii purtători ai acuzațiilor se numesc semiconductori n-Tip.

Dacă în Silicon adăugați o ușoară cantitate de India trivalentă, atunci natura se schimbă de conductivitate semiconductoare. Din moment ce India are trei electroni de valență, poate stabili o legătură covalentă cu doar trei atomi adiacenți. Pentru a instala comunicarea cu a patra atom, electronul nu este suficient. Indiu "va împrumuta" un electron în atomii vecini, ca urmare a unui atom de admisie, formează un loc vacant - o gaură.

Ø Impuritățile care "captează" electroni de atomi ai semiconductorilor de cristal se numește acceptor.

În cazul impurității acceptorilor, transportatorii principali de încărcare în timpul trecerii curentului electric prin semiconductor există găuri. Semiconductorii în care purtătorii principali de acuzații sunt găuri, numite semiconductori r -type.

Aproape toate semiconductorii conțin atât impuritățile donator, cât și acceptor. Tipul conductivității semiconductorului determină amestecul cu o concentrație mai mare de purtători de încărcare - electroni și găuri.

Prin urmare, prin limita secțiunii semiconductoare de tip Semiconductor N-Tip și P, curentul electric este doar într-o singură direcție - de la semiconductorul p -type la Semiconductor N-Tip.

Aceasta este utilizată în dispozitivele numite diode.

Diodele semiconductoare sunt folosite pentru îndreptare curent alternativ Direcția (un astfel de curent se numește variabile), precum și pentru fabricarea LED-urilor. Redresoarele semiconductoare au fiabilitate ridicată și utilizare pe termen lung.

Diodele semiconductoare în dispozitivele radio sunt utilizate pe scară largă: receptoare radio, înregistratoare video, televizoare, computere.

O utilizare și mai importantă a semiconductorilor a devenit tranzistorul. Se compune din trei straturi de semiconductori: semiconductorii de același tip sunt situați de-a lungul marginilor și între ele - stratul subțire al semiconductorului altui tip. Utilizarea largă a tranzistoarelor se datorează faptului că, cu ajutorul lor, puteți îmbunătăți semnale electrice. Prin urmare, tranzistorul a devenit elementul principal al multor dispozitive semiconductoare.

Diodele și tranzistoarele semiconductoare sunt "cărămizi" de dispozitive foarte complexe care sunt numite cipuri integrate.

Microcircuitele "de lucru" astăzi în computere și televizoare, în telefoane mobile și sateliți artificiali, în mașini, avioane și chiar în mașini de spălat. Circuitul integrat este realizat pe o placă de siliciu. Dimensiunea plăcii este de la un milimetru la un centimetru, iar pe o astfel de placă poate fi plasată până la un milion de componente - diode mici, tranzistori, rezistori etc.

Avantajele importante ale circuitelor integrate sunt de mare viteză și fiabilitate, precum și costuri reduse. Tocmai din acest motiv este pe baza circuitelor integrate și a reușit să creeze dispozitive complexe, dar accesibile, computere și obiecte ale aparatelor moderne de uz casnic.

Întrebări adresate elevilor în timpul prezentării noului material

Primul nivel

1. Ce substanțe pot fi atribuite semiconductorului?

2. Ce fel de particule percepute sunt create în semiconductori?

3. De ce rezistența semiconductorilor depinde foarte mult de prezența impurităților?

4. Cum este P -N-Power? Ce proprietate are o tranziție p -n?

5. De ce nu pot trece transportatorii de taxare gratuită prin transformarea P -N a unui semiconductor?

Al doilea nivel

1. După administrarea impurității arsene în Germania, concentrația de electroni de conductivitate a crescut. Cum sa schimbat concentrația găurii?

2. Cu ce \u200b\u200bexperiență poate fi văzută în conductivitatea unilaterală a diodei semiconductoare?

3. Este posibil să obțineți o transformare p-N, după plasarea staniu în Germania sau Silicon?

Fixarea materialului studiat

1. Ce conducere (electronică sau gaură) are siliciu cu hack de galiu? India? fosfor? antimoniu?

2. Ce conducere (electronică sau gaură) va fi în siliciu dacă se adaugă fosfor la ea? Bor? aluminiu? arsenic?

3. Cum va schimba rezistența unei eșantioane de siliciu să se schimbe cu un amestec de fosfor dacă introduceți un aport de galiu? Concentrația atomilor de fosfor și galiu este aceeași. (Răspuns: va crește)

Ce am învățat în clasă

· Semiconductori - substanțe a căror rezistență specifică este foarte redusă cu creșterea temperaturii.

· Conductivitatea semiconductorului, datorită mișcării electronilor, se numește electronică.

· Conductivitatea semiconductorului, datorită mișcării găurilor, se numește gaură.

· Impuritățile ale căror atomi oferă cu ușurință electroni sunt numiți donatori.

· Semiconductorii în care electronii sunt principalii purtători ai taxelor, se numesc semiconductori n -til.

· Impuritățile care "captează" electronii de atomi ai semiconductorilor de cristal se numește acceptor.

· Semiconductorii în care sunt găuri principalele taxe de încărcături, se numesc semiconductori de tip P.

· Contactați două semiconductori cu diferite specii Conductivitatea are proprietăți pentru a efectua un curent într-o direcție și în mod semnificativ mai rău în direcția opusă, adică are o conductivitate unilaterală.

RIV1 nr. 6.5; 6.7; 6.15; 6.17.

Рів2 № 6.16; 6.18; 6.24, 6.25.

RIV3 nr. 6.26, 6.28; 6.29; 6.30.

3. D: Pregătiți-vă pentru numărul de muncă independent 4.

Licitația care utilizează cuvintele de susținere ca o tehnică de actualizare a cunoștințelor de referință, utilizarea TIC, momentele de joc, ceea ce face posibilă schimbarea activităților în lecție, munca individuală la fixarea materialului studiat și testul reciproc următor al sarcinilor efectuate - Toate aceste elemente care fac o lecție obișnuită puțin mai interesantă.

Dezvoltarea unei lecții în fizică

Lecția tematică: Curent electric în semiconductori.

Obiective Lecția:

Didactic - Introducerea studenților cu o clasă specială de substanțe - semiconductori, introduceți conceptele proprii și impurități, pentru a studia dependența de electronică a semiconductorilor de temperatură și prezența impurităților.

În curs de dezvoltare: Contribuiți la extinderea orizonturilor studenților, dezvoltați capacitatea de a percepe și de a analiza informația tehnică și științifică, capacitatea de a utiliza terminologia tehnică.

Educational: Pentru a forma o atitudine responsabilă față de dobândirea de cunoștințe, abilități de comunicare și auto-disciplină.

Lecția MTO.: Echipamente media, prezentare "curent electric în semiconductori" care conține o explicație animată la materialul studiat, cu carduri cu cuvinte cheie, distribuirea materialelor didactice pentru lucrări independente.

Legături interguvernamentale.Chimie. Fire: Sistem periodic de elemente chimice D.I. Imeteleev. Conexiune covalentă.

Tipul de lecție: Învățarea lecției noi cunoștințe bazate pe disponibile.

Metode și tehnici: Licitația folosind cuvinte de sprijin, aplicație TIC, utilizarea momentelor de joc pentru a crea sănătatea condițiilor de economisire, sondajul frontal, munca individuală, test reciproc.

Planul lecției.

1. Momentul organizațional.

2. Actualizarea cunoștințelor de referință.

3. Studierea unui nou material.

3.1. Semiconductori.

3.2. Propria conductivitate a semiconductorilor;

3.3. Conductivitate de impuritate;

3.3.1. Impurități ale donatorilor;

3.3.2. Impurități acceptor.

4. Fixarea materialului studiat.

5. Tema.

6. Rezumarea lecției. Evaluarea activității studenților.

În timpul cursurilor.

1. Momentul organizațional.

2. Actualizarea cunoștințelor de referință (Un sondaj sub formă de licitație folosind carduri cu cuvinte cheie).

Metodologie pentru licitație .

Profesorul arată o carte cu cuvinte cheie (pe scurt), iar elevii vorbesc în conformitate cu subiectul dat, fără a intra în detalii. Fiecare răspuns corect este un scor în banca Piggy a elevului (cardul rămâne temporar pentru calcularea punctelor în viitor).

Card. Electricitate

Răspuns. Curentul electric se numește o mișcare direcțională ordonată a particulelor încărcate gratuite.

Card. Curent electric permanent.

Răspuns. Curentul electric care nu variază în funcție de magnitudine sau în direcția se numește curent constant.

Card. Direcţie curent continuu.

Răspuns. Pentru direcția DC, se ia direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv, adică. De la "+" la "-".

Card. Condiții de existență curentă

Răspuns. Pentru existența unui curent electric, este necesar să se aibă particule și forțe încărcate gratuit, care ar conduce aceste particule în mișcare direcțională. De exemplu, puterea câmpului electric.

Card. Grupuri de substanțe pentru conductivitatea electrică.

Răspuns. Pentru conductivitatea electrică, substanțele sunt împărțite în conductori și dielectrici.

Card. Condiții.

Răspuns. Conductorii sunt substanțe care sunt bine conductive.

Card. Dielectrices.

Răspuns. Dielectricii sunt substanțe non-actuale.

3. Studierea unui material nou însoțită de o prezentare.

- Scrisă în Lecția Temei Notebook (Diapozitivul 1).

Motivația pentru a studia în continuare tema (diapozitivul 2).

Suntem familiarizați cu obiectivele acestei lecții (diapozitivul 3).

Corectați-vă ideile despre grupurile de substanțe pentru conductivitatea electrică (diapozitivul 4).

Scrieți în notebook

Prin conductivitatea electrică a substanței poate fi împărțită în 3 grupe principale: conductori, dielectrici, semiconductori.

Conductori care sunt bine condusi de curent electric (metale, soluții de electroliți, plasmă etc.) cei mai utilizați conductori sunt Au, AG, CU, AL, FE.

Dielectrici - substanțe care practic nu conduc cu curent electric (plastic, cauciuc, sticlă, porțelan, lemn uscat, hârtie etc.)

3.1. Semiconductori

Scrieți în notebook.

Semiconductori - substanțe conducive numai în anumite condiții.

Conductivitatea lor electrică depinde de temperatură, iluminare, de prezența impurităților(SI, GE., SE., ÎN., La fel de si etc.).

Prin conductivitate electrică, aceștia ocupă o poziție intermediară între conductori și dielectrici (SI, GE, SE, în, ca etc.), cu excepția a 12 elemente chimice pure, semiconductorii sunt plumbul de sulf, cadmiu sulfuric, cuprul de cosire, mulți oxizi și metale sulfide , unele substanțe organice. Cea mai mare utilizare din tehnică are Germaniu Ge și Silicon Si (diapozitive 4,5,6).

Un pic mai mult de o jumătate de secol în urmă, semiconductorii nu au avut o valoare practică vizibilă. În ingineria electrică și ingineria radio, acestea au fost efectuate exclusiv de conductori și dielectrici. Dar situația sa schimbat dramatic atunci când a fost teoretic și apoi aproape o oportunitate de a controla conductivitatea electrică a semiconductorilor a fost practic deschisă.

Care este principala diferență dintre semiconductori de conductori și ce caracteristici ale structurii lor au permis utilizarea dispozitivelor semiconductoare în aproape toate dispozitivele electronice?

3.2. Propria conducere

Scrieți în notebook.

Conductivitatea semiconductorilor puri propria conducere .

Încă o dată, amintiți-vă condițiile existenței actuale. Repetăm \u200b\u200bmecanismul conductivității electrice a metalelor, concentrându-se asupra rolului câmpului electric (diapozitivul 8).

Răspundeți studenților

Pentru existența unui curent electric, este necesar să se aibă particule și forțe încărcate gratuit, care ar conduce aceste particule în mișcare direcțională. Poate fi o forțe de câmp electric care conduc electronii într-o mișcare ordonată.

Luați în considerare conductivitatea semiconductorilor pe exemplul siliconului SI (diapozitivul 9).

Siliconul este un element chimic quadrricular. Fiecare atom de siliciu din stratul electronic exterior are patru electroni nepermanzi, care formează perechi electronice (legături covalente) cu patru atomi vecini. Astfel, în semiconductor nu există particule încărcate gratuite capabile să creeze un curent.

Dar acest lucru se întâmplă în condiții normale, la temperaturi scăzute.

- Ce se întâmplă dacă creșteți temperatura substanței (diapozitivul 10)?

Cu creșterea temperaturii, energia și viteza mișcării electronice cresc și unele dintre ele ies din atomii lor, devenind electroni liberi. Restul vacanțelor cu o taxă pozitivă necompensată ( particulele virtuale încărcate), numit găuri.Sub influența câmpului electric, electronii și găurile încep să comande mișcarea (contra), formând un curent electric.

Pentru a înțelege cum sunt mișcate găurile (locul vacant), deținem jocul "scaun gol".

Metode de joc .

Esența jocului este după cum urmează. Pe unul dintre rândurile din spatele primei părți, eliberăm scaunul. Aceasta este poziția inițială. Studentul ședinței de pe cel de-al doilea birou este transplantat pe el. Astfel, scaunul liber nu mai este pentru primul, ci pentru al doilea birou. Acum, studentul ședinței pentru al treilea birou ocupă locul vacant, iar scaunul se dovedește a fi gol, etc. Astfel, un loc vacant este un scaun gol (în semiconductor este o gaură) se mișcă mai departe și mai departe din prima parte, deplasându-se la mișcarea opusă a participanților la joc (în semiconductor - la partea opusă mișcării de electroni).

Jocul ajută la ameliorarea tensiunii și continuarea procesului de învățare de succes a materialelor educaționale.

Scrieți în notebook.

Curentul electric în semiconductori pur este creat de electroni și găuri libere care aceeași sumă.

Aceasta este propria conductivitate a semiconductorilor.

Cu creșterea temperaturii, numărul de electroni și găuri libere devine mai mare, conductivitatea semiconductorilor este în creștere, rezistența scade.

Scrieți în notebook.

Cu creșterea temperaturii, conductivitatea semiconductorilor este în creștere, rezistența scade.

Studenți de lucru.

Comparați și explicați graficele dependenței metalelor și semiconductorilor de la temperatură (diapozitivul 11).

Răspunde elevilor de pe diapozitiv.

Cu creșterea temperaturii, rezistența metalelor crește. Acest lucru se datorează faptului că, cu o creștere a temperaturii ionilor în nodurile zăbrească de cristal, este intens fluctuant, mișcarea haotică a electronilor liberi crește și încărcarea totală care trece prin secțiunea transversală a conductorului per unitatea de timp scade.

Cu creșterea temperaturii, rezistența semiconductorilor scade. Acest lucru se explică prin faptul că, atunci când sunt încălzite semiconductori, există mai mulți purtători de taxe gratuite în ele, ceea ce duce la o creștere a forței actuale, ceea ce este echivalent cu o scădere a rezistenței.

3.3 Conductivitatea impurității semiconductorilor(Diapozitive 12,13,14).

Conductivitatea intrinsecă a semiconductorilor este în mod clar insuficientă pentru utilizarea tehnică a semiconductorilor. Prin urmare, pentru a crește conductivitatea în semiconductori pur, impuritățile sunt introduse (aliaj) care se întâmplă donator și acceptor

Scrieți în notebook

Conductivitatea semiconductorilor cu adăugarea impurităților este conductivitatea impurității. Impurităţiexistă donatori și acceptor

3.3.1. Donator impurităţi.

Arsenic, după cum știți, un element de cinci canale. Electronii quadriculari formează conexiuni electronice asociate cu atomii vecini de siliciu. Cea de-a cincea valență de comunicare nu este suficientă, în timp ce va fi prost legată de atomul de arsenic care devine ușor liber. Ca rezultat, fiecare atom al impurității va da un electron liber.

Electronii de la atomii de siliciu pot deveni liberi, formând o gaură, astfel încât electronii și găurile libere pot exista simultan în cristal. Cu toate acestea, electronii liberi de mai multe ori vor fi mai mult decât găuri.

Semiconductorii în care electronii sunt principalii purtători de încărcare se numește semiconductori de tip n.

Scrieți în notebook

Impuritățile ale căror atomi oferă cu ușurință electroni sunt numiți donatori (semiconductorin.-Tip).

3.3.2. Acceptori impurități

Dacă în Silicon adăugați o ușoară cantitate de India trivalentă, atunci natura se schimbă de conductivitate semiconductoare. Din moment ce India are trei electroni de valență, poate stabili o legătură covalentă cu doar trei atomi adiacenți. Pentru a stabili comunicarea cu a patra atom de electroni, nu este suficient. Indiu "va împrumuta" un electron în atomii vecini, ca urmare a unui atom de admisie, formează un loc vacant - o gaură.

În cazul impurității acceptorilor, transportatorii principali de încărcare în timpul trecerii curentului electric prin semiconductori sunt găuri. Semiconductorii în care încărcătoarele principale de taxe sunt găuri, se numesc semiconductori de tip P.

Scrieți în notebook

Impuritățile care "captează" electronii atomilor grilajului cristalin al semiconductorilor sunt numiți acceptor (semiconductor de tip P).

4. Fixare materialul studiat.

4.1. Ancheta frontală (Glisați 16).

Ce este semiconductorii?

Ce particule sunt actualul în semiconductori?

Cum diferă conductivitatea impurității de propria conducere?

De ce Dove Pure Semiconductorilor?

Ce este un semiconductor r. - Tip?

Ce este un semiconductor n. - Tip?

De ce cu creșterea rezistenței la temperatură la picături de semiconductori?

4.2. Lucrări independente pe carduri.

Setați corespondența, ce termeni și declarații fizice sunt necesare pentru poveste prin subiectele "curentul electric în metal", "gaz electric de curent", "curent electric în soluții electrolitice", "curent electric în semiconductori"?

Stare: Când efectuați lucrări, corecțiile nu sunt permise .

Metale Gaza Electrolyte Solutions Semiconductori

1. ioni, 2. Electroni, 3. Impurități, 4. Gaură, 5. Rezistența crește cu creșterea temperaturii, 6. În timpul încălzită, rezistența scade, 8. Explorer, 9. Crystal Lattice, 10. Arc electric, 11. Descărcarea independentă, 12. Incendii ale Sfântului Elma, 13. Donor, 14. Dielectric, 15. Cloud electronic, 16. Diodă de vid, 17. Tub de evacuare a gazului, 18. Acceptor, 19. Conductivitate proprie, 20. Vacuum, 21. SuperConductivitate, 22. Ionizare 23. Disocierea electrolitică, 24. Electrozii, 25.electroliz, 26. Kinescope, 27. Galvanoplastie.

După finalizarea sarcinii, elevii de schimb de cărți și se verifică reciproc, făcând corecții, Evaluând activitatea tovarășului.

Apoi, lucrările sunt verificate din nou cu ajutorul cheii și sunt transmise profesorului.

Cheia sarcinii

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

Gaza - 1,2,6,7,10,11,12,14,17,22.

Soluții electrolitice - 1,6,7,23,24,25,27.

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

5. Tema:

1. Pregătiți un tabel comparativ "curent electric în diferite medii".

2. Pregătiți mesajul "În primul rând uz practic Termoelemente semiconductoare în anii celui de-al doilea război mondial "(" Partizan Kotheleok ") - la Will.

6. Rezumarea. Evaluarea activității studenților.

Referințe

Fizica: studii. pentru 10 cl. educatie generala. Instituții / G. Y. Mikyshev, B.B. bukhovtsev, n.n.sotsky- 12- ed .- : Iluminism, 2010. - 336 p.: IL.-ISBN 5-01 011578-8.

Manualul electronic "Fizica deschisă", Physicik

Explică caracteristicile.

Semiconductori - substanțe capabile să efectueze un curent electric și să prevină trecerea acestuia. Acesta este un grup mare de substanțe aplicate în ingineria radio (Germania, Silicon, Seleniu, precum și tot felul de aliaje și chimice compușii nr. Oxid de cupru). Aproape toate substanțele din jurul nostru sunt semiconductoare. Cel mai comun semiconductor Este siliciu, constituind prin estimări aproximative de aproape 30% din crusta Pământului. Pentru fabricarea dispozitivelor semiconductoare, sunt utilizate în principal siliciu și germaniu. (Găsiți-le în tabelul D. I. Mendeleev - Apendicele 2). Ce valență au (în tabelul D. I. Mendeleev, găsiți numărul coloanei în care se află)?

În ceea ce privește proprietățile sale electrice, semiconductorii ocupă locul de mijloc între conductori și curentul electric ne-conductiv. Notați în definiția notebook-ului Ce este un semiconductor.

Luați în considerare următoarele trei experiențe (demonstrații sau postere)

Prima experiență: Încălzire semiconductor.

Vedeți ce se întâmplă când temperatura este în creștere? Rezistența va scădea cu creșterea temperaturii?

Ce concluzie se poate face?

Conductivitatea electrică a semiconductorilor depinde în mare măsură de temperatura ambiantă. La o temperatură foarte scăzută, aproape de zero absolută (-273), semiconductorii nu conduc cu un curent electric, iar cu o creștere a temperaturii, rezistența lor este redusă. Pe baza acestui fapt, au fost create dispozitive termoelectrice.

Termistoare.În semiconductori rezistență electrică Este foarte dependent de temperatură. Această proprietate este utilizată pentru a măsura temperatura curentului în lanț cu un semiconductor. Astfel de dispozitive sunt numite termistorie sau termistoare.

Thermistoarele sunt una dintre cele mai simple dispozitive semiconductoare. Eliberați termistoarele sub formă de tije, tuburi, discuri, șaibe și margele în dimensiuni de la mai multe micrometri până la câțiva centimetri.

Gama de temperaturi măsurate ale majorității termistorilor se află în intervalul de la 170 la 570 K. Dar există termistori pentru măsurarea atât a temperaturilor foarte ridicate (aproximativ 1300 K), cât și temperaturi foarte scăzute (aproximativ 4-80 K). Thermistoarele sunt folosite pentru măsurarea la distanță a temperaturii, alarmei de incendiu etc.

A doua experiență: Iluminat cu lumină semiconductoare

Vedeți ce se întâmplă atunci când iluminarea crește?

Ce concluzie se poate face?

Dacă semiconductorul este găzduit, conductivitatea sa electrică începe să crească. Folosind această proprietate de semiconductori, au fost create dispozitive fotovoltaice. De asemenea, semiconductorii pot transforma energia luminii în curent electric, de exemplu, panouri solare.

Fotorezistori.Conductivitatea electrică a semiconductorilor este mai gravă nu numai atunci când este încălzită, ci și atunci când iluminatul.

Se poate observa că atunci când ilumina un semiconductor, puterea curentă din lanț crește semnificativ. Aceasta indică o creștere a conductivității (reducerea rezistenței) a semiconductorilor sub acțiunea luminii. Acest efect nu este asociat cu încălzirea, deoarece poate fi observată la o temperatură constantă.

Conductivitatea electrică crește datorită ruperii legăturilor și formării de electroni și găuri libere datorită energiei luminii care se încadrează pe semiconductor. Acest fenomen se numește efect fotoelectric.

Dispozitivele în care efectul fotovoltaic în utilizarea semiconductorilor sunt numiți fotorezistori sau fotorezistență. Miniaturitatea și sensibilitatea ridicată a fotorezistorii fac posibilă utilizarea acestora într-o mare varietate de știință și tehnologie pentru înregistrarea și măsurarea fluxurilor slabe de lumină. Folosind fotorezistori, calitatea suprafețelor determină dimensiunea produselor etc.

A treia experiență: Adăugând o impuritate la semiconductor

Vezi ce se intampla?

Ce concluzie se poate face?

Atunci când sunt administrate la impuritățile semiconductoare ale anumitor substanțe, conductivitatea lor electrică crește brusc.

Noi scriem într-un notebookproprietățile semiconductorilor

Conductivitatea electrică crește cu creșterea temperaturii (termistor)

Electricitatea crește atunci când iluminarea (fotorezistor, panouri solare)

Conductivitatea electrică crește atunci când unele impurități sunt introduse în semiconductor. (diodă semi-tensiune)

Proprietățile semiconductorilor depind de structura lor interioară.Luați în considerare siliciul - un element de patru dimensiuni (prezintă un model tridimensional) care este, în carcasa exterioară a atomului, există patru electroni, asociați slab cu nucleul. Numărul celor mai apropiați vecini din fiecare atom de siliciu este, de asemenea, egal cu patru.

Interacțiunea unei perechi de atomi vecini se desfășoară cu ajutorul unei conexiuni parenoelectronice, numită legătură covalentă. În formarea acestei conexiuni de la fiecare atom, este implicat un electron Valenny. Atomii sunt situați la fel de aproape unul de celălalt că electronii lor de valență formează orbite uniforme care trec în jurul atomilor vecini, prin aceasta legarea atomilor într-o singură substanță.

Desenați o imagine rezultată într-un notebook. (Desenul de pe tablă)Elevii efectuează același desen în notebook. Adăugați mai mulți atomi adiacenți.

Când se încălzește siliconul, energia cinetică a particulelor crește și vine ruperea conexiunilor individuale. Unii electroni devin liberi și se deplasează între nodurile de lattice, formând un curent electric. Conductivitatea semiconductorilor cauzată de electronii lor liberi se numește conductivitate electronică. La ruperea conexiunii, un loc vacant este format cu gaura de electroni lipsă.

La temperaturi scăzute de comunicare nu izbucnesc, prin urmare, siliconul la temperaturi scăzute nu efectuează un curent electric.

Conductivitatea semiconductorilor pur, fără impurități (conductivitate proprie), se efectuează prin mișcarea electronilor liberi (conductivitate electronică) și mișcarea electronilor asociați pe locuri vacante de legături părintelectronice (conductivitate gaura). Conductivitatea semiconductorilor este extrem de puternic dependentă de impurități. Această dependență a fost că semiconductorii le-au făcut în ceea ce au devenit în tehnică modernă. Există impurități donoare și acceptor. Dacă există o impuritate a donatorului într-un semiconductor, dacă adăugați arsenic în siliciu, se observă un exces de electroni, se numește semiconductorn. -Tilă, în prezența impurităților acceptor, dacă se înregistrează indiu în siliciu, se observă excesul de găuri, semiconductorul se numește tip P.

Tematică Lecția: "Dispozitive semiconductoare. Diode"

Obiective și obiective:

Educational:

formarea unui concept inițial de numire, acțiune și proprietatea principală a diodelor semiconductoare.

Educational:

pentru a forma o cultură a muncii mentale, dezvoltarea calităților personale este perseverența, dedicarea, activitatea creativă, independența.

În curs de dezvoltare:

instruire pentru aplicarea proprietăților conductivității unilaterale.

Material Echipamente tehnice:

registrele de lucru, calculator, bord interactiv, dovedirea pe subiect

Curs de călătorie:

1. Momentul organizațional:

(Sarcina: Crearea unei atitudini psihologice favorabile și activarea atenției).

2. Pregătirea pentru repetarea și generalizarea materialului trecut

Ce este curent electric.

Rezistența curentă, unitățile de măsură.

p. – n. tranziție.

Semiconductori.

Teme de mesaje și obiective ale claselor.

Semiconductori. Diode.

Explicarea perspectivelor.

Pentru a studia electronică modernă, este necesar, în primul rând, să cunoaștem principiile dispozitivului și baza fizică a lucrării dispozitivelor semiconductoare, caracteristicile și parametrii acestora, precum și cele mai importante proprietăți care determină posibilitatea aplicării acestora în echipamente electronice.

Utilizarea dispozitivelor semiconductoare oferă o economie uriașă în cheltuielile energiei electrice de alimentare și vă permite să reduceți semnificativ dimensiunea și masa echipamentului. Puterea minimă pentru nutriție lampă electronică Este de 0,1 W, iar pentru tranzistor poate fi 1mkw, adică. 100.000 de ori mai mici.

3. Etapa principală.

Material nou

Toate substanțele găsite în natură, în proprietățile lor conductive electrice sunt împărțite în trei grupe:

Conductorilor

izolatoare (dielectrice),

semiconductori

Semiconductorii se referă mult mai multe substanțe decât la conductori și izolatori. În fabricarea radioopilor, 4 Valence Germaniu Ge și Silicon SI au primit cea mai mare distribuție.

Curentul semiconductorului electric este cauzat de mișcarea electronilor liberi și a așa-numitelor "găuri".

Electroni liberi care și-au lăsat atomii să creeze N-Conductivitate (N - prima literă a cuvântului latin negativus este negativă). Găurile sunt create în semonductor P - conductivitate (P - prima literă a cuvântului latin poziționează pozitiv).

Într-un conductor pur, numărul de electroni și găuri libere sunt în mod egal.

Prin adăugarea de impurități, puteți obține un semiconductor cu predominanța conductivității electronice sau a găurilor.

Cea mai importantă proprietate a P- și N-semiconductorilor este o conducere unilaterală în locul spikeului. Acest vârf este numit o tranziție p-n.

În cea de-a 4-a Crystal Crystal Germania (siliciu), adăugați 5 valence arsenice (antimoniu), atunci vom obține N - dirijor.

Când adăugați 3 valențe India, obținem r - conductorul.

Când "plus" a sursei este conectat la regiunea R, ei spun că tranziția este pornită în direcția înainte, iar când minusul sursei de curent este conectat la regiunea R, tranziția este pornită în direcția opusă.

Conductivitatea unică P și N din tranziție reprezintă baza acțiunii diodelor semiconductoare, a tranzistoarelor etc.

Având o idee despre semiconductor, procedați acum la studiul diodei.

Prefixul "di" înseamnă două, indicând două zone adiacente de conductivitate diferită.

Supapă de anvelope pentru biciclete (nipel). Aerul prin ea poate trece doar într-o direcție - în interiorul camerei. Dar există o supapă electrică. Această diodă este un detaliu semiconductor cu două concluzii ale firului de la ambele capete.

Prin design, diodele semiconductoare pot fi planul sau punctul.

Diodele plane au o suprafață mare de tranziție a găurilor electronice și sunt utilizate în lanțuri în care fluxul curenților mari.

Diodele punctuale se disting printr-o zonă mică a tranziției cu gaura electronică și sunt folosite în lanțuri cu curenți mici.

Desemnarea grafică condiționată a diodei. Triunghiul corespunde zonei R-regionale și se numește un anod și o linie dreaptă, numită catod, reprezintă n-zonă.

În funcție de scopul diodei, acesta poate avea caractere suplimentare.

Parametrii principali pentru care se caracterizează diodele.

Diodă directă curentă.

Reverse curent cu diodă.

Fixarea materialului.

Schimbarea polarității conexiunii la sursa de alimentare într-un lanț care conține o diodă semiconductoare.

Conectăm bateria 3336L și becul incandescent MN3,5 - 0,28 (pe tensiunea de 3,5V și tensiunea de 0,28A) și conectați acest lanț într-o diodă din aliaj din seria D7 sau D226 astfel încât dioda să poată fi direct sau prin lumină Bulbul și catodul pozitiv este o tensiune negativă a bateriei (fig.3, figura 4). Lumina ar trebui să ardă cu un potasiu complet. Apoi schimbăm polaritatea conexiunii circuitului "becului - bec" la spate (fig.3, figura 4). Dacă dioda este bună - lumina nu este aprinsă. În acest experiment, becul cu incandescență efectuează o funcție dublă: servește ca indicator curent în lanț și limitează curentul în acest lanț până la 0,28a, protejând astfel dioda de suprasarcină. Puteți include un milliammermetru pentru un curent de 300 de ... 500mA, care ar fixa curentul direct și invers prin diodă, poate fi inclus în bulberul și becul incandescent.

4. Momentul de control:

Desenați o diagramă a unui circuit electric constând dintr-o sursă de DC, Micromotor, 2 diode, astfel încât utilizarea comutatoarelor să schimbe rotația rotorului de micromotor.

Determinați poli de baterie pentru o lampă de buzunar utilizând o diodă semiconductoare.

Examinați în mod independent conductivitatea diodei asupra standului demonstrativ. Studiul conductivității unilaterale a diodei.

5. Tatăl:

evaluarea succesului în atingerea sarcinilor claselor (așa cum a funcționat, că au învățat sau au învățat)

6. Moment reflectorizant:

determinarea eficacității și a utilității claselor prin stima de sine a elevilor.

7. Punctul de informare:

definiția perspectivelor următoarei lecții .

8. Tema

Pentru a asigura materialul trecut, gândiți-vă la următoarele sarcini și aduceți soluția:

Cum de a proteja echipamentul radio de la prăjituri la utilizarea diodei semiconductoare?

Disponibil circuit electric, care include patru elemente conectate succesiv - două becuri A și B și două comutatoare A și B. În acest caz, fiecare comutator luminează numai unul, doar becul "ei". Pentru a lumina ambii becuri, trebuie să închideți ambele comutatoare în același timp.

Planificați lecția de învățare a muncii abstracte.

Clasa 9.

Subiectul sectiunii: Bazele electronice și electronice. (3 ore)
Lecția Tematică №27: Dispozitive semiconductoare.

Scop: Familiarizați cu dispozitivele semiconductoare.

În timpul clasei:
1. Partea organizațională 3 min.
un salut.
b) detectarea lipsei.
c) Repetarea materialului a trecut.
d) Declarația lecției. Înregistrați subiectul lecției în notebook-uri.
e) aducerea studenților de obiective și un plan de lecție.

2. Primirea materialului a trecut -7 min.

Ce aparține principalelor tipuri de lucrări electrice?

Care sunt materialele conductoare?

Aplicarea materialelor conductive?

3. Material nou crescut de 10 minute.

Dispozitive semiconductoare Dispozitivele a căror acțiune se bazează pe utilizarea proprietăților semiconductoare

Dispozitivele semiconductoare includ :

Scheme integrale (chipsuri)

Diode semiconductoare (inclusiv varicaps, stabilizi, schottki diodes.),

Tiristori, fototristorie,

Tranzistori

Dispozitive de încărcare,

Microunde semiconductoare (diode Gann, diode de avalanșă),

Dispozitive optoelectronice (fotorezistori, fotodide, elemente solare, detectoare de radiații nucleare, LED-uri, lasere semiconductoare, emițătoare electroluminescente),

Thermistoare, senzori de hol.

De bază Materialele pentru producerea de dispozitive semiconductoare sunt siliciu (SI), carbură de siliciu (SIIS), compuși de galiu și India.

Conductivitate electrică Semiconductorii depind de prezența impurităților și a efectelor energetice externe (temperatură, radiație, presiune etc.). Fluxurile curente sunt cauzate de două tipuri de transportatori - electroni și găuri. În funcție de compoziția chimică, semiconductorii pur și impurități diferă.

Semiconductori

4. Lucrări practice timp de 18 minute.
Una dintre metodele unei astfel de inspecții este măsurarea rezistenței la rezistența dintre ieșirile emițătorului și colectorului atunci când conectați baza cu colectorul și când conectați baza cu emițătorul. În acest caz, sursa de alimentare a colectorului este deconectată de la diagramă. Cu un tranzistor de lucru în primul caz, rezistența ușoară va arăta o mică rezistență, în al doilea - aproximativ câteva sute de mii sau zeci de mii.

Semiconductor diode - Dispozitiv semiconductor cu o tranziție electrică și două concluzii (electrozi). Spre deosebire de alte tipuri de diode, principiul acțiunii diodei semiconductoare se bazează pe fenomenul tranziției p-n.

Testarea diodelor semiconductoare

La testarea diodelor cu AMM, trebuie utilizate măsurătorile mai mici. Când verificați o diodă bună, rezistența în direcția directă va fi câteva sute de ohmi, în direcția opusă - rezistență infinit mare. Dacă defecțiunea Diodului AMM prezintă rezistența aproape de 0 sau decalaj cu un test de diodă. Rezistența tranzițiilor în direcții directe și inverse pentru Germania și diodele de siliciu este diferită.

5. Lecția de rezultate 2 min.
6. Curățarea lucrărilor timp de 5 minute.