Тақырыбы: Жартылай өткізгіштер.
Сабақтың мақсаты мен міндеттері:
· Тәрбиелік: оқушылардың санасында жартылай өткізгіштердің электрлік қасиеттері туралы алғашқы түсініктерді қалыптастыру.
· Тәрбиелік: ақыл-ой еңбегінің мәдениетін тәрбиелеуді жалғастыру, тұлғалық қасиеттерді – табандылыққа, алғырлыққа, шығармашылық белсенділікке, дербестікке тәрбиелеу.
· Дамытушылық: оқушылардың күнделікті байқайтын құбылыстарына ғылыми дүниетанымын кеңейту.
Құрал-жабдықтар мен көрнекі құралдар:
Ток көзі, жартылай өткізгіш диодтар, электр шамдары, қосу сымдары, демонстрациялық стенд, электр өлшеуіш аспап – сынаушы, ақпараттық плакаттар.
Сабақтың барысы:
1. Ұйымдастыру сәті: (Тапсырма: қолайлы психологиялық көңіл-күй туғызу және зейінді белсендіру).
2. Өтілген материалды қайталауға және жалпылауға дайындық:
Радиоэлементтердің графикалық белгілері.
Не болды электр тогы?
Ток күші, өлшем бірліктері.
Сынып командаларға бөлініп, кім радиоэлементтердің таңбаларын көбірек сала алады және олардың мақсатын түсіндіре алады деген сайыс өткізіледі.
Сабақтың тақырыбы мен мақсатын айту.
Жартылай өткізгіштер. Біз жартылай өткізгіштердің электрлік қасиеттері туралы бастапқы түсініктерді қалыптастыруымыз керек.
Перспективаны түсіндіру.
Әртүрлі электронды құрылғылар түріндегі жартылай өткізгіштер біздің өміріміздің барлық салаларында бар. Жартылай өткізгіштердің арнайы қолданбаларын кім атай алады?
(Мүмкін жауаптар: жарықдиодты бағдаршамдар, лазерлік көрсеткіш, компьютерлер, теледидарлар, камералар, теледидар камералары, домофондар, кір жуғыш машиналар, т.б.)
Жартылай өткізгіштерді зерттеу және пайдалану біздің өміріміздің мазмұны мен сапасына айтарлықтай әсер етеді деп айта аламыз. Жартылай өткізгіштер дегеніміз не, олардың қандай қасиеттері бар, олардың негізінде қандай жартылай өткізгіш құрылғылар жасалғанын және олармен қандай қызықты тәжірибелер жүргізуге болатынын ретімен қарастырайық.
3. Негізгі кезең.
Жаңа материал
Табиғатта кездесетін барлық заттар электр өткізгіштік қасиеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:
Ш Өткізгіштер,
Ш оқшаулағыштар (диэлектриктер),
Ш жартылай өткізгіштер
фронтальды сауалнама:
Сұрақ: Неліктен металдар электр тогын жақсы өткізеді, ал диэлектриктер іс жүзінде өткізбейді?
Жауап: «кондукторларда бар үлкен санбос электрондар, бірақ диэлектриктерде олар жоқ.
Сұрақ: «Диэлектриктерде электрондар жоқ па?»
Жауап: «Онда металдарға қарағанда электрондар аз емес, бірақ олар атомдармен байланысқан және үлгінің бүкіл көлемінде қозғала алмайды».
Дұрыс.
Материалдың электр өткізгіштігі туралы мәселе ондағы бос, яғни элементтердің болуы туралы мәселе. қозғалуға қабілетті электр зарядтары. Бұл көрсеткіш бойынша жартылай өткізгіштер өткізгіштер мен диэлектриктердің арасында аралық орынды алады.
Жартылай өткізгіштерге периодтық жүйенің 4-тобындағы элементтер, сонымен қатар кейбір химиялық қосылыстар жатады. Пайдалануға әсіресе ыңғайлы материал кремний (Si) болып табылады. Жартылай өткізгіштің валенттік электрондары диэлектрик сияқты олардың атомдарымен байланысқан, бірақ бұл байланыс диэлектриктердегідей күшті емес. Бөлме температурасында термиялық тербеліс энергиясы валенттік электрондардың бір бөлігі атомдарынан ажырап, жартылай өткізгіш үлгісінде бос болу үшін жеткілікті. Нәтижесінде жартылай өткізгіш үлгі деп аталатынды алады электрондық өткізгіштік.
Кейбір валенттік электрондардың атомдарынан кетуі жартылай өткізгіштердегі электрөткізгіштіктің екінші механизмін тудырады, ол тесік электр өткізгіштігі деп аталады. Көрші атомның валенттік электроны бос электронның бос орнына қозғалуы мүмкін. Нәтижесінде саңылау деп аталатын бос орын үлгінің бүкіл көлемі бойынша қозғалып, электр зарядын тасымалдай алады. Шындығында қозғалыс пен реле зарядының берілуі валенттік электрондар арқылы жүзеге асады, бірақ элементар оң заряды бар ойша бөлшекті – саңылауды енгізу өте ыңғайлы болып шықты және жартылай өткізгіштер физикасында берік орнықты болды.
Атомдарынан шыққан бос электрондар n-өткізгіштік жасайды (n – латынның negativus – теріс сөзінің бірінші әрпі). Саңылаулар жартылай өткізгіште p – өткізгіштік жасайды (p – латынның pozitivus – оң – жазу үшін берілген сөзінің бірінші әрпі).
Таза жартылай өткізгіште бос электрондар мен тесіктердің саны бірдей.
Қоспаларды қосу арқылы негізінен электронды немесе тесік өткізгіштігі бар жартылай өткізгішті алуға болады.
4 валентті кремний кристалына 5 валентті мышьяк (сурьма) қоссақ, n - өткізгіш шығады.
3 валентті индийді қосу арқылы p - өткізгішін аламыз.
Бос электрондардың немесе саңылаулардың концентрациясын бірнеше ретпен өзгерту үшін қоспаның аз мөлшері жеткілікті. Сондықтан қоспалардың әсерінен пайда болған бос заряд тасушыларды мажорлық, ал жартылай өткізгіштің өзіндік бос заряд тасымалдаушыларын азшылық деп атайды.
Электрондық және саңылау жартылай өткізгіштер арасындағы байланыс (p-n өтуі).
Егер сіз p және n өткізгіштігі бар екі бөлек жартылай өткізгіш үлгісін жай ғана контактқа әкелсеңіз, онда бұл қосылым арқылы ток өтпейді. Ауадағы жартылай өткізгіш үлгілер тамаша диэлектрик болып табылатын оксидті пленкамен жабылған. Электрондық және саңылау жартылай өткізгіштері арасындағы байланыс бір үлгіде жасалады. Ол үшін, мысалы, бір бетінде тесік электр өткізгіштігі бар жартылай өткізгіш донорлық қоспамен легирленген. Нәтижесінде жер бетіндегі электрөткізгіштік түрі электронды болады, ал саңылау өткізгіштігі тереңдікте қалады. Демек, суретте схемалық түрде көрсетілген p-n өтуі пайда болады.
p-аймақтағы саңылаулардың және n-аймақтағы бос электрондардың жылулық қозғалысы олардың концентрациясы жоғары аймақтардан төмен концентрациялы аймақтарға артықшылықты қозғалысына әкеледі. Бұл процесс диффузия (жазбаша) деп аталады. Нәтижесінде p-аймағынан саңылаулар n-аймаққа асығады, ал бос электрондар n-аймақтан р-ға ағып кетеді. Сол. Зарядталған бөлшектердің бағытталған қозғалысы пайда болады, бұл электр тогы. Бұл ток диффузияға байланысты болғандықтан, оны диффузиялық ток деп атайды. Бұл жағдайда p-аймаққа ауысқан электрондарды акцепторлық қоспаның атомдары ұстайды, ал n-аймаққа ауысқан саңылаулар донорлық қоспаның валенттік электрондарынан басқа ештеңе емес.
Өтпелі шекараға іргелес жатқан p-аймақ жағы теріс зарядталады, ал n-аймақ жағы оң зарядталады. Бұл процестердің барлығы ауысуды құру кезінде орын алады. Нәтижесінде ауысу деп аталатын ауысу орын алады. диффузиялық токқа қарсы әрекет ететін және оны нөлге жуық азайтатын контакт потенциалының айырмашылығы.
Электр тізбегіндегі электронды-тесік ауысуы.
Келесі тәжірибені орындайық: Электронды-тесік қосылысын тұрақты ЭҚК көзінен және электр шамынан тұратын қарапайым тізбекке тізбектей жалғайық.
ЭҚК көзінің оң терминалы p-аймаққа, ал шам арқылы теріс терминал n-ге қосылғанда, электр тізбегінде күшті ток өтеді, бұл шамның жарқырауымен көрсетіледі. Кері полярлықта ауысу қосылғанда, тізбекте ток болмайды. Бұл тәжірибе түйіспенің бір жақты өткізгіштігі бар екенін көрсетеді. Осы әсер ету механизмін анықтайық.
Бірінші жағдайда, көздің оң полюсі p-аймаққа, ал минус полюсі n-аймаққа қосылғанда, кернеу сыртқы көзбайланыс кернеуіне полярлық жағынан қарама-қарсы. Демек, түйіспедегі жалпы кернеу тепе-теңдік күйімен салыстырғанда төмендейді. Бұл кернеудің диффузиялық токқа қарсылығы азаяды және бұл ток қатты өседі.
Екінші жағдайда сыртқы кернеу байланыс кернеуімен полярлықпен сәйкес келеді. Бұл жағдайда жалпы кернеу артады, бұл диффузиялық токтың әлсіреуіне әкеледі. Бұл ток контактілі кернеумен нөлге дейін әлсірегендіктен, ол іс жүзінде нөл болып қалады.
Сонымен, p-n өткелінің бір жақты өткізгіштігі өткел арқылы өтетін диффузиялық токтың бір бағыттылығына байланысты. Дрейфтік токқа келетін болсақ, ол әрқашан нөлге жақын, өйткені ол p және n аймақтарындағы азшылық тасымалдаушылардың өте төмен концентрациясымен анықталады.
Ток өтетін жердегі сыртқы кернеудің полярлығы және бұл жағдайда токтың өзі алға, кернеу мен токтың қарама-қарсы полярлығы кері деп аталады.
p-n өткелінің бір жақты өткізгіштігі оның таңбаларында көрінеді. Барлық жағдайларда контакт бейнеленген және ток ағынының бағытын көрсететін көрсеткі - p-аймақтан n-ге дейін (белгілеу астында).
Материалды бекіту. Фронтальды шолу.
1. Жартылай өткізгіштерге қандай материалдар жатады?
2. Жартылай өткізгіштердің меншікті электр өткізгіштігінің механизмін түсіндіріңіз?
3. Қоспа жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігін қалай арттырады.
4. Электрондық қоспаның электр өткізгіштігінің пайда болу механизмін түсіндіріңіз.
5. Тесік қоспасының электр өткізгіштігінің пайда болу механизмін түсіндіріңіз.
6. P-n өткелі дегеніміз не, ол қалай жасалады,
7. p-n өткелінің бір жақты өткізгіштігін түсіндіріңіз.
Үйге тапсырма: өтілген материалды қайталау. Келесі мәселені шешу туралы ойланыңыз:
Люстрада екі шам бар. Әдетте, оларды дербес қосу және өшіру үшін ажыратқыштардан люстраға дейін жүретін үш сым пайдаланылады. Егер сіз суретте көрсетілген схеманы жинасаңыз, p-n өткелдерінің бір жақты электр өткізгіштігін пайдаланып, тек екі сыммен өту мүмкін бе?
(Жауап: Иә, мүмкін, A қосқышы a шамын басқарады, В қосқышы b шамын басқарады)
Жарықтандыру кезінде жартылай өткізгіш кедергісінің өзгеруін көрсету
Орнату сызбаға сәйкес фоторезистормен жиналады. Кілтті жабыңыз және гальванометрдің көрсеткішіне назар аударыңыз (2-4 бөлу). Фоторезистордан 0,5 м қашықтықта орналасқан электр шамын қосып, гальванометрдің көрсеткішін бақылай отырып, фоторезисторға ақырын жақындатыңыз. Студенттерге жарықтандырылған кезде өткізгіштіктің жоғарылайтыны, бұл кедергінің азаятынын ескертеді.
10/10 САБАҚ
Тақырып. Жартылай өткізгіштердегі электр тогы
Сабақтың мақсаты: еркін ақпарат құралдары туралы түсінік қалыптастыру электр зарядыжартылай өткізгіштерде және жартылай өткізгіштердегі электр тогының табиғаты.
Сабақтың түрі: жаңа материалды меңгерту сабағы.
САБАҚ ЖОСПАРЫ
Білімді бақылау |
1. Металдардағы электр тогы. 2. Электролиттердегі электр тогы. 3. Электролизге арналған Фарадей заңы. 4. Газдардағы электр тогы |
|
Демонстрациялар |
«Жартылай өткізгіштердегі электр тогы» бейнефильмінің үзінділері |
|
Жаңа материалды меңгерту |
1. Жартылай өткізгіштердегі заряд тасымалдаушылар. 2. Жартылай өткізгіштердің қоспа өткізгіштігі. 3. Электронды-тесік ауысуы. 4. Жартылай өткізгішті диодтар және транзисторлар. 5. Интегралды схемалар |
|
Үйренген материалды бекіту |
1. Сапалық сұрақтар. 2. Есептерді шығаруға үйрету |
ЖАҢА МАТЕРИАЛДЫ ҮЙРЕНУ
Бөлме температурасындағы жартылай өткізгіштердің кедергілері кең ауқымда, яғни 10-3-тен 107 Ом м-ге дейін мәндерге ие және металдар мен диэлектриктердің арасында аралық орынды алады.
Ø Жартылай өткізгіштер – температураның жоғарылауымен меншікті кедергісі өте тез төмендейтін заттарды.
Жартылай өткізгіштерге көптеген химиялық элементтер жатады (бор, кремний, германий, фосфор, мышьяк, селен, теллур және т.б.), орасан зор сомаминералдар, қорытпалар және химиялық қосылыстар. Бізді қоршаған дүниедегі бейорганикалық заттардың барлығы дерлік жартылай өткізгіштер.
Жеткілікті төмен температуралар және болмауы үшін сыртқы әсерлер(мысалы, жарықтандыру немесе қыздыру) жартылай өткізгіштер электр тогын өткізбейді: бұл жағдайда жартылай өткізгіштердегі барлық электрондар байланысқан.
Бірақ жартылай өткізгіштердегі электрондар мен олардың атомдары арасындағы байланыс диэлектриктердегідей берік емес. Ал температураның жоғарылауы жағдайында, сондай-ақ жарқын жарықтандыру кезінде кейбір электрондар атомдарынан ажырап, бос зарядтарға айналады, яғни олар бүкіл үлгі бойынша қозғала алады.
Осыған байланысты жартылай өткізгіштерде теріс заряд тасымалдаушылар – бос электрондар пайда болады.
Ø Жартылай өткізгіштің электрондардың қозғалысына байланысты өткізгіштігі электронды деп аталады.
Атомнан электрон шығарылғанда, сол атомның оң заряды өтелмейтін болады, яғни сол жерде қосымша оң заряд пайда болады. Бұл оң заряд «тесік» деп аталады. Тесік пайда болған атом көрші атомнан байланысқан электронды алып тастай алады, ал саңылау көрші атомға ауысады, ал атом өз кезегінде тесікті әрі қарай «тасымалдай алады».
Байланысқан электрондардың бұл «релелік» қозғалысын саңылаулардың, яғни оң зарядтардың қозғалысы ретінде қарастыруға болады.
Ø Тесіктердің қозғалысына байланысты жартылай өткізгіштің өткізгіштігі саңылау өткізгіштігі деп аталады.
Сонымен, саңылау өткізгіштік пен электронды өткізгіштік арасындағы айырмашылық мынада: электронды өткізгіштік жартылай өткізгіштердегі бос электрондардың қозғалысына байланысты, ал тесік өткізгіштік байланысқан электрондардың қозғалысына байланысты.
Ø Таза жартылай өткізгіште (қоспаларсыз) электр тогы бос электрондар мен тесіктердің бірдей санын жасайды. Бұл өткізгіштік жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі деп аталады.
Таза балқытылған кремнийге аздаған мөлшерде мышьяк қосса (шамамен 10-5%), қатқаннан кейін кәдімгі кремний кристалдық торы түзіледі, бірақ кейбір тор учаскелерінде кремний атомдарының орнына мышьяк атомдары болады.
Мышьяк бес валентті элемент екені белгілі. Хотривалентті электрондар жұпталған электрондарды құрайды электрондық коммуникацияларкөрші кремний атомдарымен. Бесінші валенттік электронның байланысы жеткіліксіз болады және ол оңай еркін болатын мышьяк атомымен әлсіз байланысады. Нәтижесінде әрбір қоспа атомы бір бос электрон береді.
Ø Атомдары электрондарды оңай беретін қоспаларды донорлар деп атайды.
Кремний атомдарынан шыққан электрондар бос орынға айналып, саңылау құра алады, сондықтан бос электрондар да, тесіктер де кристалда бір уақытта болуы мүмкін. Алайда бос электрондар тесіктерге қарағанда бірнеше есе көп болады.
Негізгі заряд тасымалдаушылары электрондар болатын жартылай өткізгіштер n-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Егер кремнийге аздаған үш валентті индий қосылса, жартылай өткізгіштің өткізгіштік сипаты өзгереді. Индийдің үш валенттік электроны болғандықтан, ол тек үш көрші атоммен коваленттік байланыс түзе алады. Төртінші атоммен байланыс орнату үшін электрон жеткіліксіз. Индиум көрші атомдардан электронды «қарызға алады», нәтижесінде әрбір үнді атомы бір бос орын - тесік құрайды.
Ø Жартылай өткізгіштердің кристалдық торының атомдарынан электрондарды «ұстап алатын» қоспаларды акцепторлық қоспалар деп атайды.
Акцепторлық қоспа жағдайында жартылай өткізгіш арқылы электр тогы өткенде негізгі заряд тасымалдаушылар тесіктер болып табылады. Негізгі заряд тасымалдаушылары саңылаулар болатын жартылай өткізгіштер p-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Барлық дерлік жартылай өткізгіштерде донорлық және акцепторлық қоспалар болады. Жартылай өткізгіштің өткізгіштік түрі заряд тасымалдаушылардың – электрондар мен саңылаулардың жоғары концентрациясы бар қоспамен анықталады.
Демек, n-типті және p-типті жартылай өткізгіштер арасындағы интерфейс арқылы электр тогы тек бір бағытта өтеді - p-типті жартылай өткізгіштен n-типті жартылай өткізгішке.
Бұл диодтар деп аталатын құрылғыларда қолданылады.
Жартылай өткізгіш диодтар айнымалы токты түзету үшін (бұл ток айнымалы ток деп аталады), сондай-ақ жарықдиодты шамдарды өндіру үшін қолданылады. Жартылай өткізгішті түзеткіштер жоғары сенімділікке және ұзақ қызмет мерзіміне ие.
Жартылай өткізгіш диодтар радиотехникалық құрылғыларда: радиоқабылдағыштарда, бейнемагнитофондарда, теледидарларда, компьютерлерде кеңінен қолданылады.
Жартылай өткізгіштердің одан да маңызды қолданылуы транзистор болды. Ол жартылай өткізгіштердің үш қабатынан тұрады: жиектерінде бір типті жартылай өткізгіштер, ал олардың арасында басқа түрдегі жартылай өткізгіштердің жұқа қабаты орналасқан. Транзисторлардың кең таралуы олардың электрлік сигналдарды күшейту үшін пайдаланылуымен байланысты. Сондықтан транзистор көптеген жартылай өткізгіш құрылғылардың негізгі элементіне айналды.
Жартылай өткізгішті диодтар мен транзисторлар интегралдық схемалар деп аталатын өте күрделі құрылғылардың құрылыс блоктары болып табылады.
Микросұлбалар бүгінде компьютерлер мен теледидарларда «жұмыс істейді». ұялы телефондарЖәне жасанды спутниктер, автомобильдерде, ұшақтарда және тіпті кір жуғыш машиналарда. Интегралдық схема кремний пластинасында жасалған. Пластинаның өлшемі миллиметрден сантиметрге дейін және мұндай пластинаның біреуі миллионға дейін құрамдас бөліктерді - кішкентай диодтарды, транзисторларды, резисторларды және т.б.
Интегралдық микросхемалардың маңызды артықшылықтары жоғары жылдамдық пен сенімділік, сонымен қатар төмен баға болып табылады. Осының арқасында интегралды микросхемалар негізінде күрделі, бірақ көптеген құрылғыларға, компьютерлерге және заманауи тұрмыстық техникаға қол жетімділікті жасауға мүмкіндік туды.
ЖАҢА МАТЕРИАЛДЫ ТҰСАУ КЕЗІНДЕГІ СТУДЕНТТЕРГЕ АРНАЛҒАН СҰРАҚТАР
Бірінші деңгей
1. Қандай заттарды жартылай өткізгіштерге жатқызуға болады?
2. Қандай зарядталған бөлшектердің қозғалысы жартылай өткізгіштерде ток тудырады?
3. Неліктен жартылай өткізгіштердің кедергісі қоспалардың болуына соншалықты тәуелді?
4. p-n өтуі қалай түзіледі? p-n өткелінің қандай қасиеті бар?
5. Неліктен бос заряд тасушылар жартылай өткізгіштің p-n өтуі арқылы өте алмайды?
Екінші деңгей
1. Германийге мышьяк қоспаларын енгізгеннен кейін өткізгіш электрондардың концентрациясы жоғарылады. Тесіктердің концентрациясы қалай өзгерді?
2. Жартылай өткізгіш диодтың бір жақты өткізгіштігін қандай тәжірибе арқылы тексеруге болады?
3. Қалайды германийге немесе кремнийге балқыту арқылы p-n өткелін алуға болады ма?
ОҚУ МАТЕРИАЛДЫ ҚҰРУ
1. Галлий қосылған кремнийдің өткізгіштігі қандай (электрондық немесе саңылау) болады? Үндістан? фосфор? сурьма?
2. Егер оған фосфор қосылса, кремнийдің өткізгіштігі қандай болады (электрондық немесе саңылау)? бор? алюминий? мышьяк?
3. Фосфор қоспасы бар кремний үлгісіне галлий қоспасын енгізгенде оның кедергісі қалай өзгереді? Фосфор мен галлий атомдарының концентрациясы бірдей. (Жауап: артады)
САБАҚТА НЕ ҮЙРЕДІК
· Температураның жоғарылауымен меншікті кедергісі өте тез төмендейтін заттарды жартылай өткізгіштер деп атайды.
· Жартылай өткізгіштің электрондардың қозғалысына байланысты өткізгіштігі электронды деп аталады.
· Тесіктердің қозғалысына байланысты жартылай өткізгіштің өткізгіштігі саңылау өткізгіштігі деп аталады.
· Атомдары электрондарды оңай беретін қоспаларды донорлар деп атайды.
· Негізгі заряд тасымалдаушылары электрондар болатын жартылай өткізгіштер n-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
· Жартылай өткізгіштердің кристалдық торының атомдарынан электрондарды «ұстап алатын» қоспаларды акцепторлық қоспалар деп атайды.
· Негізгі заряд тасымалдаушылары саңылаулар болып табылатын жартылай өткізгіштер p-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Екі жартылай өткізгіштің жанасуы әртүрлі түрлеріөткізгіштік бір бағытта токты жақсы өткізетін қасиеттерге ие және қарама-қарсы бағытта әлдеқайда нашар, яғни бір жақты өткізгіштікке ие.
Riv1 № 6.5; 6.7; 6,15; 6.17.
Riv2 № 6.16; 6,18; 6.24, 6.25.
Riv3 № 6.26, 6.28; 6,29; 6.30.
3. Д: No4 өзіндік жұмысқа дайындалу.
Негізгі білімді жаңартудың әдістемелік әдістемесі ретінде тірек сөздерді пайдаланатын аукцион, АКТ-ны қолдану, сабақтағы іс-әрекет түрлерін өзгертуге мүмкіндік беретін ойын сәттері, оқытылатын материалды бекіту кезінде жеке жұмыс және орындалған тапсырмаларды кейіннен өзара тексеру – барлығы бұл қарапайым сабақты біршама қызықты ететін элементтер.
Физика сабағын дамыту
Сабақтың тақырыбы: Жартылай өткізгіштердегі электр тогы.
Сабақтың мақсаттары:
Дидактикалық - Оқушыларды заттардың ерекше класы – жартылай өткізгіштермен таныстыру, меншікті және қоспа өткізгіштік ұғымдарымен таныстыру, жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігінің температураға тәуелділігін және қоспалардың болуын зерттеу.
Дамытушылық: Оқушылардың ой-өрісін кеңейтуге көмектесу, техникалық және ғылыми ақпаратты қабылдау және талдау, техникалық терминологияны қолдана білу қабілетін дамыту.
Тәрбиелік: Білім алуға, қарым-қатынас дағдыларына және өзін-өзі тәрбиелеуге жауапкершілікпен қарауды дамыту.
МТО сабағы: медиа жабдығы, зерттелетін материалдың анимациялық түсіндірмесін қамтитын «Жартылай өткізгіштердегі электр тогы» презентациясы, карточкалар кілт сөздер, өздік жұмысқа арналған дидактикалық материал үлестірмелі.
Пәнаралық байланыстар.Химия. Тақырыптары: Д.И.Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық жүйесі. Коваленттік байланыс.
Сабақтың түрі: Бұрыннан бар білім негізінде жаңа білімді меңгерту сабағы.
Әдістер мен тәсілдер: тірек сөздерді қолдану арқылы аукцион, АКТ қолдану, денсаулық сақтау жағдайын жасау үшін ойын сәттерін пайдалану, фронтальды сауалнама, жеке жұмыс, өзара тексеру.
Сабақ жоспары.
1. Ұйымдастыру кезеңі.
2. Негізгі білімді жаңарту.
3. Жаңа материалды оқу.
3.1. Жартылай өткізгіштер.
3.2. Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі;
3.3. Қоспаның өткізгіштігі;
3.3.1. Донорлық қоспалар;
3.3.2. Акцепторлық қоспалар.
4. Оқыған материалды бекіту.
5. Үйге тапсырма.
6. Сабақты қорытындылау. Оқушылардың жұмысын бағалау.
Сабақтың барысы.
1. Ұйымдастыру кезеңі.
2. Негізгі білімді жаңарту(түйінді сөздері бар карталар арқылы аукцион түріндегі сауалнама).
Аукцион әдістемесі .
Мұғалім түйінді сөздер (сөздер) бар карточканы көрсетеді, ал оқушылар берілген тақырыпқа сәйкес, егжей-тегжейге тоқталмай сөйлейді. Әрбір дұрыс жауап студент үшін ұпай болып табылады (карточка болашақта ұпайларды есептеу үшін онымен уақытша қалады).
Карта.Электр тогы
Жауап. Электр тогы – бос зарядталған бөлшектердің реттелген бағытталған қозғалысы.
Карта. Тұрақты электр тогы.
Жауап. Шамасы да, бағыты да өзгермейтін электр тогы тұрақты ток деп аталады.
Карта. Тұрақты токтың бағыты.
Жауап. Оң зарядталған бөлшектердің қозғалыс бағыты тұрақты токтың бағыты ретінде қабылданады, яғни. «+»-ден «-»-ге дейін.
Карта.Токтың болуының шарттары
Жауап. Электр тогының болуы үшін бос зарядталған бөлшектердің және осы бөлшектердің бір бағытта қозғалуына әкелетін күштердің болуы қажет. Мысалы, электр өрісінің кернеулігі.
Карта.Электр өткізгіштікке негізделген заттар топтары.
Жауап. Электр өткізгіштігі бойынша заттар өткізгіштер және диэлектриктер болып бөлінеді.
Карта. Өткізгіштер.
Жауап. Өткізгіштер – токты жақсы өткізетін заттар.
Карта. Диэлектриктер
Жауап.Диэлектриктер – ток өткізбейтін заттар.
3. Жаңа материалды меңгерупрезентациямен сүйемелденеді.
- Сабақ тақырыбын дәптеріңе жазып ал(1-слайд).
Тақырыпты ары қарай оқу мотивациясы (слайд 2).
Осы сабақтың мақсаттарымен танысайық (3-слайд).
Электр өткізгіштікке негізделген заттар топтары туралы түсініктерімізді түзетеміз (4-слайд).
Оны дәптерге жазып алыңыз
Электр өткізгіштігі бойынша заттарды 3 негізгі топқа бөлуге болады: өткізгіштер, диэлектриктер және жартылай өткізгіштер.
Электр тогын жақсы өткізетін өткізгіштер (металдар, электролит ерітінділері, плазма және т.б.) Ең көп қолданылатын өткізгіштерге Au, Ag, Cu, Al, Fe жатады.
Диэлектриктер – іс жүзінде электр тогын өткізбейтін заттар (пластик, резеңке, шыны, фарфор, құрғақ ағаш, қағаз, т.б.)
3.1. Жартылай өткізгіштер
Оны дәптерге жазамыз.
Жартылай өткізгіштер - белгілі бір жағдайларда ғана ток өткізетін заттар.
Олардың электр өткізгіштігі температураға, жарықтандыруға және қоспалардың болуына байланысты(Си, Ге, Се, жылы, ретіндет.б.).
Электр өткізгіштігі бойынша олар өткізгіштер мен диэлектриктердің (Si, Ge, Se, In, As, т.б.) арасында аралық орынды алады 12 таза химиялық элементтерден басқа, жартылай өткізгіштерге қорғасын сульфиді, кадмий сульфиді, мельхиор оксиді, көптеген металдар жатады. оксидтер мен сульфидтер, кейбір органикалық заттар. Технологияда ең көп қолданылатындары германий Ge және кремний Si (слайдтар 4,5,6).
Жарты ғасырдан астам уақыт бұрын жартылай өткізгіштердің маңызды практикалық маңызы болған жоқ. Электротехника мен радиотехникада олар тек өткізгіштер мен диэлектриктерді пайдаланды. Бірақ жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігін бақылау мүмкіндігі теориялық, содан кейін практикалық тұрғыдан ашылған кезде жағдай күрт өзгерді.
Жартылай өткізгіштер мен өткізгіштердің негізгі айырмашылығы неде және олардың құрылымының қандай ерекшеліктері жартылай өткізгіш құрылғыларды барлық дерлік электронды құрылғыларда кеңінен қолдануға мүмкіндік берді?
3.2. Өздігінен өткізгіштік
Оны дәптерге жазамыз.
Таза жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі деп аталады меншікті өткізгіштік .
Токтың болу шарттарын тағы бір рет еске түсірейік. Электр өрісінің рөліне тоқталып, металдардың электр өткізгіштігінің механизмін қайталаймыз (8-слайд).
Оқушының жауабы
Электр тогының болуы үшін бос зарядталған бөлшектердің және осы бөлшектердің бір бағытта қозғалуына әкелетін күштердің болуы қажет. Бұл электрондардың реттелген қозғалуына себепші болатын электр өрісінің күштері болуы мүмкін.
Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігін кремний Si мысалында қарастырайық (9-слайд).
Кремний – төрт валентті химиялық элемент. Сыртқы электрон қабатындағы әрбір кремний атомында төрт жұпталмаған электрон бар, олар көршілес төрт атоммен электрон жұптарын (ковалентті байланыс) құрайды. Осылайша, жартылай өткізгіште ток жасауға қабілетті бос зарядталған бөлшектер жоқ.
Бірақ бұл қалыпты жағдайда, төмен температурада болады.
- Заттың температурасын арттырса не болады (слайд 10)?
Температура жоғарылаған сайын электрондардың энергиясы мен жылдамдығы артып, олардың кейбіреулері атомдарынан бөлініп, бос электрондар. Өтелмеген оң заряды бар қалған бос орындар ( виртуалды зарядталған бөлшектер), деп аталады тесіктер.Электр өрісінің әсерінен электрондар мен тесіктер электр тогын құрайтын реттелген (қарсы) қозғалысты бастайды.
Тесіктердің (бос кеңістік) қалай қозғалатынын түсіну үшін, «Бос орындық» ойынын ойнаймыз..
Ойынның орындалу әдісі .
Ойынның мәні келесідей. Бірінші партаның бір қатарындағы орындықты босатамыз. Бұл бастапқы ұстаным. Екінші партада отырған оқушы оған көшеді. Осылайша, бос орындық енді біріншіде емес, екінші партада. Енді үшінші партада отырған оқушы бос орынды алады, ал үшінші партада орындық бос, т.б. Осылайша, бос орын - бос орындық (жартылай өткізгіште бұл тесік) ойынға қатысушылардың қозғалысына қарама-қарсы бағытта (жартылай өткізгіште - қарама-қарсы бағытта) бірінші партадан әрі қарай жылжиды. электрондардың қозғалысына).
Ойын стрессті жеңілдетуге және оқу материалын одан әрі табысты меңгеруге көмектеседі.
Оны дәптерге жазамыз.
Таза жартылай өткізгіштердегі электр тогы бос электрондар мен саңылаулармен жасалады, олардың саны бірдей.
Бұл жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі.
Температура жоғарылаған сайын бос электрондар мен саңылаулар саны артып, жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі артып, кедергісі азаяды.
Оны дәптерге жазамыз.
Температура жоғарылаған сайын жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі артып, кедергісі төмендейді.
Оқушыларға тапсырма.
Металдар мен жартылай өткізгіштердің температураға қарсы кедергілерінің графиктерін салыстыру және түсіндіру (слайд 11).
Слайд арқылы оқушылардың жауаптары.
Температура жоғарылаған сайын металдардың кедергісі артады. Бұл температураның жоғарылауымен кристалдық тор түйіндеріндегі иондар қарқынды тербелетінімен, бос электрондар қозғалысының кездейсоқтығы артып, уақыт бірлігінде өткізгіштің көлденең қимасы арқылы өтетін жалпы зарядтың азаюымен түсіндіріледі. .
Температура жоғарылаған сайын жартылай өткізгіштердің кедергісі төмендейді. Бұл жартылай өткізгіштерді қыздырған кезде оларда бос заряд тасымалдаушылардың көбірек болуымен түсіндіріледі, бұл ток күшін арттыруға әкеледі және бұл кедергінің төмендеуіне тең.
3.3 Жартылай өткізгіштердің қоспа өткізгіштігі(12,13,14 слайдтар).
Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі жартылай өткізгіштерді техникалық қолдану үшін анық жеткіліксіз. Сондықтан өткізгіштікті арттыру үшін қоспалар таза жартылай өткізгіштерге (қоспаланған) енгізіледі, олар болуы мүмкін донорЖәне қабылдаушы
Оны дәптерге жазып алыңыз
Қоспалар қосылған жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі қоспа өткізгіштігі деп аталады. Қоспалардонор және акцептор бар
3.3.1. Донорқоспалар.
Таза балқытылған кремнийге аздаған мөлшерде мышьяк қосса (шамамен 10-5%), қатқаннан кейін кәдімгі кремний кристалдық торы түзіледі, бірақ кейбір тор учаскелерінде кремний атомдарының орнына мышьяк атомдары болады.
Мышьяк бес валентті элемент екені белгілі. Төрт валентті электрондар көрші кремний атомдарымен жұпталған электрондық байланыстар құрайды. Бесінші валенттік электронның байланысы жеткіліксіз болады және ол оңай еркін болатын мышьяк атомымен әлсіз байланысады. Нәтижесінде әрбір қоспа атомы бір бос электроннан бас тартады.
Кремний атомдарынан шыққан электрондар бос орынға айналып, саңылау құра алады, сондықтан бос электрондар да, тесіктер де кристалда бір уақытта болуы мүмкін. Алайда бос электрондар тесіктерге қарағанда бірнеше есе көп болады.
Негізгі заряд тасымалдаушылары электрондар болатын жартылай өткізгіштер n-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Оны дәптерге жазып алыңыз
Атомдары электрондарды оңай беретін қоспаларды донорлық қоспалар (жартылай өткізгішn-түрі).
3.3.2. Акцепторлық қоспалар
Егер кремнийге аздаған үш валентті индий қосылса, жартылай өткізгіштің өткізгіштік сипаты өзгереді. Индийдің үш валенттік электроны болғандықтан, ол тек үш көрші атоммен коваленттік байланыс түзе алады. Төртінші атоммен байланыс орнату үшін электрон жеткіліксіз. Индиум көрші атомдардан электронды «қарызға алады», нәтижесінде әрбір үнді атомы бір бос орын - тесік құрайды.
Акцепторлық қоспа жағдайында жартылай өткізгіш арқылы электр тогының өтуі кезінде негізгі заряд тасымалдаушылар тесіктер болып табылады. Негізгі заряд тасымалдаушылары саңылаулар болатын жартылай өткізгіштер p-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Оны дәптерге жазып алыңыз
Жартылай өткізгіштердің кристалдық торының атомдарынан электрондарды «ұстап алатын» қоспалар акцепторлық қоспалар (р-типті жартылай өткізгіш) деп аталады.
4. Біріктіру зерттелген материал.
4.1. Фронтальды шолу(16-слайд).
Жартылай өткізгіштер дегеніміз не?
Жартылай өткізгіштерде қандай бөлшектер ток жасайды?
Қоспа өткізгіштігінің меншікті өткізгіштіктен айырмашылығы неде?
Неліктен таза жартылай өткізгіштер легирленген?
Жартылай өткізгіш дегеніміз не r- сияқты?
Жартылай өткізгіш дегеніміз не n- сияқты?
Неліктен жартылай өткізгіштердің кедергісі температура көтерілген сайын азаяды?
4.2. Карточкалар арқылы өздік жұмыс.
«Металдардағы электр тогы», «Газдардағы электр тогы», «Электролит ерітінділеріндегі электр тогы», «Жартылай өткізгіштердегі электр тогы» тақырыптарында әңгіме құрастыру үшін қандай физикалық терминдер мен тұжырымдарды сәйкестендіріңіз?
Шарты: жұмысты орындау кезінде түзетуге жол берілмейді .
Металдар Газдар Электролит ерітінділері Жартылай өткізгіштер
1. Иондар, 2. Электрондар, 3. Қоспалар, 4. Саңылау, 5. Температураға қарсылық артады, 6. Рекомбинация, 7. Қыздырғанда кедергі азаяды, 8. Өткізгіш, 9. Кристалл торы, 10. Электр доғасы, 11 . Өздігінен разряд, 12. Әулие Эльмо оты, 13. Донор, 14. Диэлектрик, 15. Электрондық бұлт, 16. Вакуумдық диод, 17. Газ разрядтық түтік, 18. Акцептор, 19. Өзіндік өткізгіштік, 20. Вакуум, 21. Асқын өткізгіштік, 22. Ионизация 23. Электролиттік диссоциация, 24. Электродтар, 25. Электролиз, 26. Кинескоп, 27. Электролитпен қаптау.
Тапсырманы орындағаннан кейін оқушылар карточкалармен алмасып, бірін-бірі тексереді, түзетулер енгізу, досының жұмысын бағалау.
Содан кейін жұмыс кілт арқылы қайтадан тексеріліп, мұғалімге беріледі.
Тапсырманың кілті
Металдар – 1, 2, 5, 8, 9, 21.
Газдар – 1,2,6,7,10,11,12,14,17,22.
Электролит ерітінділері – 1,6,7,23,24,25,27.
Жартылай өткізгіштер – 1,2,3,4,7,9,13,18,19.
5. Үй тапсырмасы:
1. «Әртүрлі ортадағы электр тогы» салыстырмалы кестесін дайындаңыз.
2. Хабарламаны дайындаңыз «Бірінші практикалық қолдануЕкінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі жартылай өткізгіш термоэлементтер» («Партизан қазаны») – міндетті емес.
6. Қорытындылау. Оқушылардың жұмысын бағалау.
Пайдаланылған әдебиеттер
Физика: Оқулық. 10 сыныпқа арналған жалпы білім беру мекемелер/ Г.Я.Буховцев, Н.Н.- 12-ші басылым. : Білім, 2010. - 336 б.,: илл.-ISBN 5-01 011578-8.
«Ашық физика» электронды оқулығы, Физикон
Еңбекке баулу сабақ жоспары.
9-сынып
Бөлім тақырыбы:
Электротехника және электроника негіздері. (3 сағат)
Сабақтың тақырыбы No27: Жартылай өткізгіш құрылғылар.
Мақсат: Жартылай өткізгіш құрылғылармен танысыңыз.
Сабақтың барысы:
1. Ұйымдастыру бөлімі 3 мин.
сәлем.
б) Қатыспағандарды анықтау.
в) Өтілген материалды қайталау.
г) Сабақтың тақырыбын хабарлау. Сабақтың тақырыбын дәптерге жазып алу.
д) Оқушыларға сабақтың мақсаты мен жоспарын жеткізу.
2.Өтілген материалды қайталау -7 мин.
Электр монтаждау жұмыстарының негізгі түрлері қандай?
Өткізгіш материалдар дегеніміз не?
Өткізгіш материалдарды қолдану?
3. Жаңа материалды оқу 10 мин.
Жартылай өткізгіш құрылғылар жұмысы жартылай өткізгіш материалдардың қасиеттерін пайдалануға негізделген құрылғылар болып табылады
Жартылай өткізгіш құрылғыларға жатады :
- Интегралды схемалар (чиптер)
Жартылай өткізгішті диодтар (соның ішінде варикаптар, стабилдік диодтар, Шоттки диодтары),
Тиристорлар, фототиристорлар,
Транзисторлар,
Зарядталатын құрылғылар
Жартылай өткізгішті микротолқынды құрылғылар (Гун диодтары, көшкін диодтары),
Оптоэлектрондық құрылғылар (фоторезисторлар, фотодиодтар, күн батареялары, ядролық радиация детекторлары, жарықдиодтар, жартылай өткізгіш лазерлер, электролюминесцентті сәуле шығарғыштар),
Термисторлар, Холл сенсорлары.
Негізгі жартылай өткізгіш құрылғыларды өндіруге арналған материалдар кремний (Si), кремний карбиді (SiC), галий және индий қосылыстары болып табылады.
Электр өткізгіштік
жартылай өткізгіштер қоспалардың болуына және сыртқы энергия әсерлеріне (температура, сәулелену, қысым және т.б.) байланысты. Ток ағыны заряд тасымалдаушылардың екі түрімен - электрондармен және тесіктермен анықталады. Химиялық құрамына қарай таза және қоспалы жартылай өткізгіштер бөлінеді.
Жартылай өткізгіштер
4. Тәжірибелік жұмыс 18 мин.
Мұны істеудің бір жолы - базаны коллекторға қосу кезінде және базаны эмитентке қосу кезінде эмитент пен коллектор терминалдары арасындағы кедергіні омметрмен өлшеу. Бұл жағдайда коллекторлық қуат көзі тізбектен ажыратылады. Егер транзистор дұрыс жұмыс істесе, бірінші жағдайда омметр төмен қарсылықты көрсетеді, екіншісінде - бірнеше жүз мың немесе ондаған мың Ом тәртібінде.
Жартылай өткізгіш диод - жартылай өткізгіш құрылғыбір электрлік түйінмен және екі терминалмен (электродтармен). Диодтардың басқа түрлерінен айырмашылығы, жартылай өткізгіш диодтың жұмыс принципі pn түйісу құбылысына негізделген.
Жартылай өткізгіш диодты сынау
AMM көмегімен диодтарды сынау кезінде төменгі өлшем шектерін пайдалану керек. Жұмыс диодын тексеру кезінде алға бағытта қарсылық бірнеше жүз Ом, ал кері бағытта - шексіз үлкен қарсылық болады. Егер диод ақаулы болса, AMM екі бағытта 0-ге жақын қарсылықты немесе диод бұзылған жағдайда үзіліс көрсетеді. Тура және кері бағыттағы ауысулардың кедергісі германий және кремний диодтары үшін әртүрлі.
5. Сабақты қорытындылау 2 мин.
6. Жұмыс орындарын тазалау 5 мин.
Жартылай өткізгіштердің физикалық қасиеттері Жартылай өткізгіштер – меншікті өткізгіштігі бойынша өткізгіштер мен диэлектриктердің арасында аралық орынды алатын материалдар. Бұл материалдардың негізгі қасиеті - температураның жоғарылауымен электр өткізгіштігінің жоғарылауы. Электр тогын жақсы өткізеді Оларға металдар, электролиттер, плазмалар жатады... Ең көп қолданылатын өткізгіштер Au, Ag, Cu, Al, Fe... Олар электр тогын жақсы өткізеді Оларға металдар, электролиттер, плазмалар жатады... Ең көп қолданылатын өткізгіштер Au, Ag, Cu, Al, Fe болып табылады ... Іс жүзінде электр тогын өткізбейді Оларға пластик, резеңке, шыны, фарфор, құрғақ ағаш, қағаз жатады ... Іс жүзінде электр тогын өткізбейді Оларға пластмасса, резеңке, шыны, фарфор, құрғақ ағаш, қағаз ... Олар өткізгіштер мен диэлектриктердің арасындағы өткізгіштік жағдайында аралық болып табылады Si, Ge, Se, In, As Өткізгіштер мен диэлектриктердің арасында өткізгіштікте аралық орынды алады Si, Ge, Se, In, As
Жартылай өткізгіштердің физикалық қасиеттері R (Ом) t (0 С) R0R0 металл жартылай өткізгіш Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі температураға байланысты. Кедергілері температураға қарай арта түсетін өткізгіштерден айырмашылығы, жартылай өткізгіштердің кедергісі қыздырылған кезде төмендейді. Абсолюттік нөлге жақын жартылай өткізгіштер диэлектриктік қасиеттерге ие.
Жартылай өткізгіштердегі электр тогы Жартылай өткізгіштерге температураның жоғарылауымен кедергісі төмендейтін заттар жатады.Атомдар арасындағы байланыс жұп-электронды немесе ковалентті болады
Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі Қалыпты жағдайда (төмен температурада) жартылай өткізгіштерде бос зарядталған бөлшектер болмайды, сондықтан жартылай өткізгіш электр тогын өткізбейді. Си
«Тесік» Қыздырған кезде электрондардың кинетикалық энергиясы артады және олардың ең жылдамы орбитасынан шығады. Электрон мен ядро арасындағы байланыс үзілгенде, а бос орынатомның электрондық қабатында. Бұл жерде «тесік» деп аталатын шартты оң заряд пайда болады. Si тесігі + + бос электрон
Жартылай өткізгіштердің қоспа өткізгіштігі Таза өткізгішке қоспаларды дозаланған енгізу оның өткізгіштігін мақсатты түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Сондықтан өткізгіштікті жоғарылату үшін қоспалар донор және акцептор болып табылатын таза жартылай өткізгіштерге енгізіледі.
Саңылау жартылай өткізгіштері (p-типі) In + Si «p-типі» термині «оң» сөзінен шыққан, ол негізгі тасымалдаушылардың оң зарядын білдіреді. Жартылай өткізгіштің бұл түрі қоспа негізіне қосымша өткізгіштіктің саңылау сипатымен сипатталады. Төрт валентті жартылай өткізгішке (мысалы, кремний) үш валентті элемент атомдарының (мысалы, индий) аз мөлшері қосылады. Әрбір қоспа атомы көршілес үш кремний атомымен ковалентті байланыс орнатады. Төртінші кремний атомымен байланыс орнату үшін индий атомында валенттік электрон жоқ, сондықтан ол көрші кремний атомдары арасындағы коваленттік байланыстан валенттік электронды алып, теріс зарядты ионға айналады, нәтижесінде тесік пайда болады. Бұл жағдайда қосылатын қоспалар акцепторлық қоспалар деп аталады
Электрондық жартылай өткізгіштер (n-типі) As Si «n-түрі» термині «теріс» сөзінен шыққан, ол негізгі тасымалдаушылардың теріс зарядын білдіреді. Жартылай өткізгіштің бұл түрі қоспалық сипатқа ие. Төрт валентті жартылай өткізгішке (мысалы, кремний) бес валентті жартылай өткізгіштің қоспасы (мысалы, мышьяк) қосылады. Өзара әрекеттесу кезінде әрбір қоспа атомы кремний атомдарымен ковалентті байланысқа түседі. Бірақ қаныққан валенттік байланыстарда мышьяк атомының бесінші электронына орын жоқ және ол сыртқы электронды қабатқа өтеді. Онда атомнан электрон шығару үшін аз энергия қажет. Электрон жойылып, еркін болады. Бұл жағдайда зарядты беру тесік емес, электрон арқылы жүзеге асырылады, яғни бұл түріЖартылай өткізгіштер металдар сияқты электр тогын өткізеді. Жартылай өткізгіштерге қосылып, олардың n-типті жартылай өткізгіштерге айналуына әкелетін қоспаларды донорлық қоспалар деп атайды.
Донорлық қоспалар – қосымша валенттік электрон беретін қоспалар, донорлық қоспалары бар жартылай өткізгіштер электрондық өткізгіштікке ие және n-типті жартылай өткізгіштер деп аталады. Акцепторлық қоспалар – көрші атомдармен толық коваленттік байланыс түзу үшін электрондары жеткіліксіз қоспалар. Акцепторлық қоспалары бар жартылай өткізгіштер саңылау өткізгіштікке ие және р-типті жартылай өткізгіштер деп аталады.
Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі Көрші атомның валенттік электроны тесікке тартылып, оған секіре алады (рекомбинацияланады). Бұл жағдайда бастапқы орнында жаңа «тесік» пайда болады, содан кейін ол кристалды айнала қозғала алады.
Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі Егер үлгідегі электр өрісінің кернеулігі нөлге тең болса, онда босатылған электрондар мен «саңылаулардың» қозғалысы кездейсоқ жүреді, сондықтан электр тогын тудырмайды. Электр өрісінің әсерінен электрондар мен тесіктер электр тогын құрайтын реттелген (қарсы) қозғалысты бастайды. Осы жағдайлардағы өткізгіштік жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі деп аталады. Бұл жағдайда электрондардың қозғалысы электрондық өткізгіштік тудырады, ал саңылаулардың қозғалысы тесіктердің өткізгіштігін тудырады.
Диод Жартылай өткізгішті диод – бір электрлік түйіні және екі терминалы (электродтары) бар жартылай өткізгіш құрылғы. Диодтардың басқа түрлерінен айырмашылығы, жартылай өткізгіш диодтың жұмыс принципі pn түйісу құбылысына негізделген. Диодты алғаш рет 1904 жылы Джон Флемминг ойлап тапты.
Диодтардың түрлері мен қолданылуы Диодтар: айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіруде, электрлік сигналдарды анықтауда, қорғауда қолданылады. әртүрлі құрылғылардұрыс емес полярлық коммутациядан коммутация жоғары жиілікті сигналдарды тұрақтандырушы ток пен кернеу сигналдарын жіберу және қабылдау Транзистор Кіріс сигналдарына электр тізбегіндегі токты басқаруға мүмкіндік беретін, әдетте үш терминалы бар жартылай өткізгіш материалдан жасалған электрондық құрылғы. Әдетте электрлік сигналдарды күшейту, генерациялау және түрлендіру үшін қолданылады. 1947 жылы Уильям Шокли, Джон Бардин және Уолтер Браттайн Bell зертханасында бірінші жұмыс істейтін биполярлы транзисторды жасады.
