Технология бойынша: «Жартылай өткізгіш диод»

«No16 жалпы білім беретін мектеп» МБОУ

Гус-Хрустальный қаласы.

Сабақ жоспары – сабақ жоспары

технология бойынша

Тақырыбы: «Жартылай өткізгіш диод»

Технология мұғалімі

Сабақ жоспары

Сабақтың тақырыбы: Жартылай өткізгіш диод

Сабақтың мақсаттары:

1. Тәрбиелік:

1.1. Оқушыларды мыналармен таныстыру:

Жартылай өткізгішті диодты құрылғымен;

Жартылай өткізгішті диодтарды өндіру технологиясымен;

Жартылай өткізгіш диодтың жұмыс істеу принциптерімен;

Жартылай өткізгіш диодты тәжірибеде, күнделікті өмірде, өндірісте қолдану арқылы;

Айнымалы токты түзету тізбегі бар.

2. Дамытушылық:

2.1. Пәнге деген танымдық қызығушылығын дамытуға ықпал ету.

2.2. Ақыл-ой әрекетінің негізгі әдістерін меңгеруге ықпал ету.

3. Тәрбиелік:

3.1. Жеке еңбек қасиеттерін қалыптастыруға ықпал ету.

Сабақтың әдістемелік жабдықталуы.

1. Материалдық-техникалық база:

Компьютерлік сынып;

мультимедиялық проектор;

Жартылай өткізгіш диодтар жиынтығы;

Электр батареясы, электр шамы, қосу сымдары.

2. Дидактикалық қолдау:

- «Радиоэлектроника, автоматика және есептеуіш элементтер», М., «Просвещение», 1990;

- «Еңбекке оқыту әдістемесі», М., «Просвещение», 1997;

- «Мектеп және өндіріс» №1, 2005 ж.;

- «Радиотехника бойынша практикум», М., «Білім», 1996;

«Жартылай өткізгіш диодты» сынау.

Сабақтың барысы

1. Ұйымдастыру кезеңі.

2. «Жартылай өткізгіштер» тақырыбы бойынша өткен материалды қайталау.

Өтілген материалды тексеру және студенттерді жаңа материалды меңгеруге дайындау үшін оларға келесі сұрақтарды қойған жөн:

1. Жартылай өткізгіштерге қандай элементтер жатады?

2. Өзіндік өткізгіштік қалай жүреді?

3. Қоспаның өткізгіштігі қалай жүреді?

4. Бос электрондардың пайда болуына не себеп болады?

5. Металдарда өткізгіштік көп пе, әлде жартылай өткізгіштерде ме?

6. Негізгі жартылай өткізгіштерге нелер жатады?

3. Жартылай өткізгішті диод және айнымалы токты түзету тізбегі туралы жаңа материалды көрсету.

Жартылай өткізгіш диод - бұл электр тогының тек бір бағытта өтуіне мүмкіндік беретін құрылғы.

Диодтың дизайны: өткізгіштігі n-типті кремний кристалын алыңыз. Үлгі беттерінің біріне индий балқытылған. Индий атомдары германий монокристалына терең енгендіктен, германий бетіне жақын жерде p-типті өткізгіштігі бар аймақ пайда болады. Индий атомдары енбеген германий үлгісінің қалған бөлігі әлі де n-типті өткізгіштікке ие.

Әр түрлі типтегі өткізгіштігі бар екі аймақ арасында p-n түйісу пайда болады (№1 слайд-демонстрация).

-мен екі жартылай өткізгішті механикалық қосу арқылы pn өткелін алу мүмкін емес әртүрлі түрлеріөткізгіштік, өйткені бұл тым үлкен бос орынға әкеледі. pn өткелінің қалыңдығы атомаралық қашықтықтардан аспауы керек. Зиянды әсерлердің алдын алу үшін кристалды тығыздалған металл корпусқа салады.

Электрлік диаграммаларда жартылай өткізгіш диод көрсетілген (слайд демонстрациясы No 2).

Қазіргі жартылай өткізгішті диодтар келесідей көрінеді: (No3 слайд-демонстрация).

(Осыдан кейін мұғалім жартылай өткізгіш диодтардың үлгілерін көрсетеді).

Кез келген жартылай өткізгіш диод максималды тұрақты ток Ipr сипатталады. макс. және кері максималды кернеу Урев. макс..Егер диод арқылы өтетін ток максималды токтан үлкен болса, онда p-n өтуі істен шығады (балқиды). Егер кері кернеу диод шыдай алатын максималды кернеуден жоғары болса, онда p-n өткелі үзіледі. электр заряды. Екі жағдайда да жартылай өткізгіш диод істен шығады.

Тұрақты электр тізбегіне диодты қосу.

Жартылай өткізгішті диодты қуат көзіне осылай жалғайық (No4 слайд көрсету).

Осы қосылыммен диод пен жүктеме арқылы электр тогы өтпейді, өйткені p-n өтуі арқылы заряд тасымалдаушылар жоқ. Бұл жағдайда оның қарсылығы өте үлкен болады. Диод блоктау күйінде деп айтылады.

Қуат көзінің полярлығын өзгертейік. Осы байланыс арқылы электр тогы диод арқылы және жүктеме арқылы өтеді.

Олар диодтың ішінде екенін айтады ашық күй(No5 слайд-демонстрация).

Электр тогын түзету тізбегі.

Тізбектегі диодты қосу арқылы тікелей электр тогын алуға болады айнымалы кернеу(No6 слайд-демонстрация).

Айнымалы токтың ректификациясы қалай жүретінін графикке қарайық (No7 слайдты көрсету).

Айнымалы токтың бұл түзетілуі жарты толқынды түзету деп аталады. Бұл жағдайда ток пульсирленген деп аталады.

Айнымалы токтың бұл түзетуі кеңінен қолданылады, мысалы: егер D226B диоды осы схемаға сәйкес қосылса және жүктеменің орнына сіз 100 Вт шамды алсаңыз, онда мұндай шам 7-10 жыл бойы жанады. Тізбек «мәңгілік шам» тізбегі деп аталады.

4. Жаңа оқу материалын бекіту.

Оқушылар дәптерлеріне түзету сызбасын сызады (No8 слайд көрсету). Әрі қарай студенттерге электронды жұмыс үстеліндегі компьютерлерін слайдтағы схемаға ұқсас схема құру және осциллограф дисплейіндегі түзетілген кернеуді алу үшін пайдалану ұсынылады. Түзетілген токтың толқындарын тегістеу үшін Rn жүктемесіне параллель конденсаторды қосып, нәтижесінде түзетілген кернеуді қарастыруға болады. Нәтижелерді салыстыру.

(Студенттерге жартылай өткізгіш диод сынағы берілуі мүмкін.)

5. Қорытынды бөлім.

Мұғалім сабақты қорытындылайды, оқушылар жақсы білуі тиіс негізгі сұрақтарды атайды:

Диодтың анықтамасы;

Диодтық құрылғы;

Диодты тұрақты электр тізбегіне қосу;

Айнымалы электр тізбегіне диодты қосу;

«Мәңгілік шамның» схемасы.

Оқытушы ауызша жауаптар мен компьютерде өзіндік жұмыстың бағасын жариялайды.


Сабақтың тақырыбы: "Жартылай өткізгіш құрылғылар. Диодтар"

Сабақтың мақсаты мен міндеттері:

    Тәрбиелік:

жартылай өткізгіш диодтардың тағайындалуы, әрекеті және негізгі қасиеттері туралы бастапқы түсінік қалыптастыру.

    Тәрбиелік:

ақыл-ой еңбегінің мәдениетін қалыптастыру, тұлғалық қасиеттерді – табандылықты, шешімді, шығармашылық белсенділікті, дербестікті дамыту.

    Тәрбиелік:

бір жақты өткізгіштік қасиетін қолдана білуге ​​үйрету.

Сабақтың материалдық-техникалық жабдықталуы:

жұмыс дәптері, мұғалімнің компьютері, интерактивті тақта, тақырып бойынша презентация

Сабақтың барысы:

1. Ұйымдастыру кезеңі:

(Тапсырма: қолайлы психологиялық көңіл-күй тудыру және зейінді белсендіру).

2. Өтілген материалды қайталауға және жалпылауға дайындық

Электр тогы дегеніміз не?

Ток күші, өлшем бірліктері.

бnөту.

Жартылай өткізгіштер.

Сабақтың тақырыбы мен мақсатын айту.

Жартылай өткізгіштер. Диодтар.

Перспективаны түсіндіру.

Оқуға заманауи электроника, сіз ең алдымен құрылғының принциптерін білуіңіз керек және физикалық негізіжартылай өткізгішті құрылғылардың жұмысы, олардың сипаттамалары мен параметрлері, сондай-ақ оларды электрондық жабдықта пайдалану мүмкіндігін анықтайтын маңызды қасиеттері.

Жартылай өткізгішті құрылғыларды пайдалану қуат көздерінен электр энергиясын тұтынуда орасан зор үнемдеуді қамтамасыз етеді және жабдықтың өлшемі мен салмағын бірнеше есе азайтуға мүмкіндік береді. Вакуумдық түтікке қуат беретін ең аз қуат 0,1 Вт, ал транзистор үшін ол 1 мкВт болуы мүмкін, яғни. 100 000 есе аз.

3. Негізгі кезең.

Жаңа материал

    Табиғатта кездесетін барлық заттар электр өткізгіштік қасиеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:

    Өткізгіштер,

    оқшаулағыштар (диэлектриктер),

    жартылай өткізгіштер

    Жартылай өткізгіштерге өткізгіштер мен оқшаулағыштарға қарағанда әлдеқайда көп заттар кіреді. Радиоқұрылғыларды жасауда 4 валентті германий Ge және кремний Si кеңінен қолданылады.

    Электр тогыжартылай өткізгіштер бос электрондардың қозғалысымен және «саңылаулар» деп аталатындармен анықталады.

    Атомдарынан шыққан бос электрондар n-өткізгіштік жасайды (n – латынның negativus – теріс сөзінің бірінші әрпі). Саңылаулар жартылай өткізгіште p – өткізгіштік жасайды (p – латынның pozitivus – оң сөзінің бірінші әрпі).

    Таза өткізгіште бос электрондар мен тесіктердің саны бірдей.

    Қоспаларды қосу арқылы негізінен электронды немесе тесік өткізгіштігі бар жартылай өткізгішті алуға болады.

    p- және n- жартылай өткізгіштердің ең маңызды қасиеті - түйісудегі бір жақты өткізгіштік. Бұл түйіспе p-n өтуі деп аталады.

n-өткізгішін алу үшін германийдің 4 валентті кристалына (кремний) 5 валентті мышьяк (сурьма) қосады.

3 валентті индийді қосу арқылы p - өткізгішін аламыз.

    Көздің «плюсы» p-аймаққа қосылғанда, ауысу алға бағытта қосылады, ал ток көзінің минусы p-аймаққа қосылғанда, ауысу деп аталады. кері бағытта қосыңыз.

    p және n өткелінің бір жақты өткізгіштігі жартылай өткізгіш диодтардың, транзисторлардың және т.б. жұмысының негізі болып табылады.

    Жартылай өткізгіш туралы түсінікке ие бола отырып, енді диодты зерттеуді бастайық.

    «di» префиксі әртүрлі өткізгіштіктің екі көршілес аймақтарын көрсететін екі дегенді білдіреді.

Велосипед шинасының клапаны (ниппель). Ауа ол арқылы тек бір бағытта - камераға өте алады. Бірақ электрлік клапан да бар. Бұл диод - екі ұшында екі сым өткізгіштері бар жартылай өткізгіш бөлік.

Конструкциясы бойынша жартылай өткізгіш диодтар жазық немесе нүктелік болуы мүмкін.

    Жазық диодтар үлкен электронды-тесік түйісу аймағына ие және үлкен токтар өтетін тізбектерде қолданылады.

    Нүктелік диодтар электронды саңылаулар түйісуінің шағын ауданымен сипатталады және аз токтары бар тізбектерде қолданылады.

    Диодтың символдық графикалық белгіленуі. Үшбұрыш p-аймаққа сәйкес келеді және анод деп аталады, ал катод деп аталатын түзу кесінді n-аймағын көрсетеді.

    Диодтың мақсатына байланысты оның UGO-да қосымша белгілер болуы мүмкін.

Диодтар сипатталатын негізгі параметрлер.

    Тура диодтық ток.

    Диодтың кері тогы.

Материалды бекіту.

Жартылай өткізгішті диод бар тізбектегі қуат көзінің қосылымының полярлығын өзгерту.

Біз 3336L аккумуляторын және MH3,5 - 0,28 қыздыру шамын (кернеу 3,5 В және қыздыру тогы 0,28 А үшін) серияға қосамыз және бұл тізбекті D7 немесе D226 сериясының қорытпалы диодына қосамыз, осылайша оң болады. диодтың анодына тікелей немесе электр шамы арқылы, ал катодқа – теріс батарея кернеуі беріледі (3-сурет, 4-сурет). Шам толығымен жанып тұруы керек. Содан кейін біз «батарея - электр шамы» тізбегінің қосылуының полярлығын кері бағытта өзгертеміз (3-сурет, 4-сурет). Егер диод жұмыс істеп тұрса, шам жанбайды. Бұл тәжірибеде қыздыру шамы қосарлы функцияны орындайды: ол тізбектегі ток индикаторы ретінде қызмет етеді және осы тізбектегі токты 0,28А дейін шектейді, осылайша диодты шамадан тыс жүктемеден қорғайды. Батареямен және қыздыру шамымен қатар, 300...500 мА ток үшін басқа миллиамперметрді қосуға болады, ол диод арқылы тура және кері токты жазады.

4. Тексеру нүктесі:

    Тұрақты ток көзінен, микромотордан, 2 диодтан тұратын электр тізбегінің сызбасын сызыңыз, осылайша ажыратқыштардың көмегімен микромотор роторының айналу бағытын өзгертуге болады.

    Жартылай өткізгішті диодтың көмегімен фонарь батареясының полюстерін анықтаңыз.

    Демонстрациялық стендте диодтың өткізгіштігін өзіңіз зерттеңіз. Диодтың бір жақты өткізгіштігін зерттеу.

5. Қорытынды нүкте:

сабақтың мақсатына жетудегі табысты бағалау (қалай жұмыс істеді, не үйренді немесе үйренді)

6. Рефлексиялық сәт:

оқушылардың өзін-өзі бағалауы арқылы сабақтың тиімділігі мен пайдалылығын анықтау.

7. Ақпараттық нүкте:

келесі сабақтың болашағын анықтау .

8. Үйге тапсырма

Өтілген материалды бекіту үшін келесі мәселелер туралы ойланыңыз және олардың шешімін ұсыныңыз:

    Жартылай өткізгішті диодтың көмегімен радиоаппаратураны полярлықты өзгертуден қалай қорғауға болады?

    Электр тізбегі бар, ол төрт тізбекті қосылған элементтерді қамтиды - екі шам a және b және екі қосқыштар A және B. Бұл жағдайда әрбір қосқыш тек біреуді ғана жанады, тек «оның» шамы ғана. Екі шамды да жағу үшін екі қосқышты бір уақытта жабу керек.

САБАҚ ЖОСПАРЫ

2-бөлім Тақырып 2.5 Жартылай өткізгіш құрылғылар

(Сабақ тақырыбы)

Толық аты-жөні (аты-жөні)

Дилигенская Юлия Владимировна

Жұмыс орны

атындағы Череповец орман шаруашылығы механикалық колледжі БПОУ ВО. В.П. Чкалов»

Қызмет атауы

Мұғалім

PM 01 кәсіби модулі. Ұйымдастыру техникалық қызмет көрсетужәне электр және электромеханикалық жабдықтарды жөндеу

MDK 01.05 стандарты электрлік диаграммаларжәне электрондық және есептеуіш құрылғылардың функционалдық бірліктері

ЭЛЕКТРОНДЫҚ ТІЗБЕЛЕРДІҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ

  1. Әдебиет

Негізгі

1. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А.Жартылай өткізгіш құрылғылар – М.: «Академия» баспа орталығы, 2004.-240 б.

2. Миклашевский С.П., Өндірістік элементтер электрондық схемалар. М: магистратура, 2006- 214 б.

Ақпарат

1.Диодтар, транзисторлар, оптоэлектронды құрылғылар: Анықтамалық , М.: «Академия» баспа орталығы, 2005 ж

2. Электроника негіздерімен жалпы электротехника бойынша дидактикалық материал, Оқу құралы – М: Жоғары мектеп. 2006 – 108 с

5. Сабақтың мақсаты:

Студенттерді жартылай өткізгіш құрылғылардың түрлерімен таныстыру;

Әрбір құрылғының функционалдық мақсаты туралы түсінік беру;

Мамандық бойынша жартылай өткізгіш құрылғылардың практикалық маңызын көрсету.

6. Тапсырмалар:

- тәрбиелік

студенттерге жартылай өткізгіш құрылғылардың классификациясын оқуға көмектесу;.

-дамып келе жатқан

оқушылардың танымдық қызығушылығын дамыту.

-білім беру

тәрбиелеу ақпараттық мәдениетстуденттер.

7.Сабақтың түрі – жаңа білімді меңгеру

8. Студенттік жұмыс формалары – жеке және топтық.

9. Қажетті техникалық құралдар – мультимедиа мұғалімнің компьютері, видеопроектор,

    Сабақтың құрылымы мен барысы

1-кесте.

ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ САБАҚ КАРТАСЫ

Сабақ кезеңі

Пайдаланылған EOR атауы

(2-кестедегі сериялық нөмірді көрсету)

Мұғалімнің іс-әрекеті

Оқушылардың іс-әрекеті

Уақыт

(минутына)

Ұйымдастырушылық және мотивациялық

1. Компьютер құрылғысының схемасы

Оқушылармен амандасады. Оқушылардың сабаққа дайындығын, үй тапсырмасын орындауын тексереді.

Сабақтың тақырыбын тұжырымдап, сабақтың мақсатын ашады.

Оқушыларды оқуға ынталандыру үшін сұрақтар қояды жаңа тақырып:

    Электрондық схемалардың қандай түрлерін білесіңдер?

    Жартылай өткізгіш құрылғылардың қандай түрлерін білесіз?

    Сипаттамаларды тізіңіз жартылай өткізгіш материалдар?

Сабақтың негізгі бөліміне өтіп, оқушылардың жауаптарын қорытындылайды.

Мұғаліммен амандасу, көрсету үй жұмысыдәптерлерде.

Сабақтың мақсатын тыңдап түсіну, сабақтың күні мен тақырыбын дәптерге жазып алу

Қойылған сұрақтарға жауап береді.

Слайдта берілген ақпаратты талдау.

Негізгі бөлім:

Жаңа білімді беру кезеңі

2. Жартылай өткізгіш құрылғылардың негізгі құрылғылары

3. Диодтың сипаттамалары

4. Транзисторлардың сипаттамалары

5. Микросұлбалардың сипаттамалары

Дәріс. (Интерактивті презентация көрсету)

Бейне фрагментті пайдалана отырып, жартылай өткізгіш құрылғылардың мақсаты мен сипаттамаларының айырмашылығына назар аударады.

Негізгі функционалдық құрамдас бөліктерді көрсететін диаграмманы көрсету арқылы жартылай өткізгіш құрылғылардың конструкциясын көрсетеді. жартылай өткізгіш құрылғылар

Барлығы туралы айтады

жартылай өткізгіш құрылғы

1) Диодтар

Жартылай өткізгіш материалдардың қасиеттеріне негізделгеніне назар аударады жалпы принциптераспаптың жұмысы

2) Транзисторлар.

3) Микросұлбалар.

Жаңа материалдың түсіндірмесін тыңдап, дәптерге жазып алу.

Жаңа ақпаратты түсініңіз.

Ұсынылған сызбаны зерттеп, сұрақтар қойыңыз.

Дәптерге сызбаларды салу.

Слайдта берілген ақпаратты талқылау, жартылай өткізгіш құрылғылардың сипаттамалары бойынша «Физика» пәнінен алған білімдерін көрсету.

Жаңа білімді меңгеру кезеңі

7. Мамандық бойынша жартылай өткізгіш құрылғыларды қолдану

Тұжырымдама мен мақсатты өз бетінше зерделеуді ұсынады:

4) Коммутациялық аппаратурадағы өрістік транзисторлар.

Оқулықпен жұмыс, дәптерге конспект жасау. Осы материалды зерттегеннен кейін түсініксіз тұстар анық болады.

Жаңа материалды бекіту

Топ командаларға бөлінеді. Мұғалім әр командаға карточкалар таратады кілт сөздер, олар сабақ тақырыбына қатысты терминдермен толықтырылуы қажет

Тапсырманың дұрыс орындалғанын тексереді

Әр топ бір тапсырма бойынша жұмыс істейді, алдымен оны орындауға тырысады.

Сабақты қорытындылау

Оқушылардың іс-әрекетін бағалайды. Жалпы сабақты қорытындылайды.

Үйге тапсырма береді.

Оқушыларға сабақ үшін рахмет.

Тыңдау және сабақтың нәтижесін түсіну. Үй тапсырмасын күнделіктеріне жазып алу. Сабаққа деген көзқарасын білдіру.

Физика сабағы 11 сынып

Сабақтың тақырыбы:

«Жартылай өткізгіштер.

Жартылай өткізгіштердің меншікті және қоспалық өткізгіштігі. Жартылай өткізгіштердегі электр тогы»

Сабақтың мақсаты

  • Студенттерде жартылай өткізгіштердегі электр тогының табиғаты, температураның, жарықтың және қоспалардың әсерінен олардың қасиеттерін өлшеу әдістері туралы түсінік қалыптастыру.
  • Политехникалық көкжиектерді кеңейтуге үлес қосу, пәнді оқуға ынталандыру, техникалық және ғылыми ақпаратты қабылдау және талдау қабілетін арттыру.
  • Оқушылардың коммуникативтік құзіреттіліктерін және топта жұмыс істеу қабілеттерін дамыту.

Материалдар мен жабдықтар:

«Жартылай өткізгіштер» тақырыбы бойынша компьютер, проектор, электронды материалдар; карточкалар – шағын топтардағы өзіндік жұмысқа арналған тапсырмалар; АЭС жартылай өткізгіш құрылғылар жинағы – 2; демонстрациялық гальванометр; Тұрақты ток көзі (4В); демо ауыстырғыш; стендте 60-100 Вт электр шамы; электр дәнекерлеу үтік; жалғау сымдары.

Сабақ жоспары:

  1. Үйренгендерін қайталау және сабақ тақырыбын жаңарту.
  2. Тақырып материалын түсіндіру.
  3. Студенттердің топтағы өзіндік жұмысы.
  4. Қорытындылау, үйге тапсырма беру.
  1. Үйренгендерін қайталау және сабақ тақырыбын жаңарту (6 мин).

Біз есте сақтауымыз керек:

  1. Электр тогы дегеніміз не?
  2. Токтың бағыты қандай деп есептеледі?
  3. Қандай бөлшектердің қозғалысы металл өткізгіштерде электр тогын тудырады?
  4. Неліктен диэлектриктерде электр тогы болмайды?
  5. Қалай ойлайсыз: табиғатта электр тогын өткізу қабілетінде аралық орын алатын заттар бар ма?

Иә, бұл жартылай өткізгіштер. Жарты ғасырдан сәл астам уақыт бұрын олардың айтарлықтай 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 барлығында дерлік кеңінен қолдануға мүмкіндік берді электрондық құрылғылар, олардың сенімділігін айтарлықтай арттыруға, өлшемдерін айтарлықтай азайтуға және тіпті армандауға болатын жаңаларын жасауға мүмкіндік береді: жасау ұялы телефондар, миниатюралық компьютерлер және т.б.?

  1. Тақырып материалдарын түсіндіру (15 мин)
  1. Жартылай өткізгіштердің анықтамасы

Меншіктілігі өткізгіштерге қарағанда үлкен, бірақ диэлектриктікінен аз және температура жоғарылағанда өте күрт төмендейтін заттардың үлкен класы.

Оларға периодтық жүйенің элементтері жатады: германий, кремний, селен, теллур, индий, мышьяк, фосфор, бор және т.б. кейбір қосылыстар: шошқа сульфиді, кадмий сульфиді, меңзер оксиді және т.б.

  1. Жартылай өткізгіштердің құрылымы.
  1. Кремний кристалдық торының атомдық құрылымы (экрандағы проекция);
  2. Әсерінен жұп-электрондық байланыстардың бұзылуы сыртқы факторлар: температураның жоғарылауы, жарықтандыру.

Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігінің тәуелділігін көрсету:

RT 10k FS – K1

  1. Таза жартылай өткізгіштің электрондық өткізгіштігі (проекция)
  2. Саңылау өткізгіштігі (проекция)

Тесіктердің нақты бөлшектер емес екенін атап өту керек. Жартылай өткізгіш өткізгіштіктің екі түрінде де валенттік электрондар ғана қозғалады. Өткізгіштік бір-бірінен тек электрон қозғалысының механизмінде ғана ерекшеленеді. Электрондық өткізгіштік бос электрондардың қозғалыс бағытымен, ал саңылау өткізгіштігі байланысқан электрондардың атомнан атомға ауысуымен, шоғырлар бойынша бірін-бірі кезектесіп алмастыруынан туындайды, бұл саңылаулардың қарама-қарсы бағыттағы қозғалысына тең.

Сонымен, жартылай өткізгіштерде тасымалдаушылардың екі түрі бар – электрондар мен саңылаулар, олардың концентрациясы таза жартылай өткізгіштерде бірдей – олардың меншікті өткізгіштігі аз.

  1. Қоспаның өткізгіштігі (проекциясы)

Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі олардың кристалдарында қоспалардың болуына айтарлықтай тәуелді:

  1. донорлық қоспалар – электрондарды оңай беретін бес валентті элементтер (As, P) n-типті өткізгіштік жасай отырып, саңылауларға қарағанда электрондардың сандық артықшылығын қамтамасыз етеді;
  2. акцепторлық қоспалар бос электрондарды қабылдайтын, тесіктер құрайтын үш валентті элементтер (In, B). p-типті өткізгіштік жасалады.

Қоспаларды және n-типті және p-типті өткізгіштіктерді көрсету:

n – түрі p – түрі

Ток ағыны n-типті немесе p-типті жартылай өткізгіштерде бөлек емес, екі жартылай өткізгіштің жанасуы арқылы ерекше қызығушылық тудырады. әртүрлі түрлеріөткізгіштік.

  1. Оқушылардың топтағы өзіндік жұмысы (20 мин)

4 студенттен тұратын топтарды ерікті түрде құру ұсынылады (бұл бөлме айналасында ретсіз қозғалыстар мен уақытты жоғалтпау үшін сабақ басталғанға дейін жасалуы керек).

Әр топқа орындауға тапсырма беріледі. Онда жазбаша да, ауызша да жауап беруге арналған әртүрлі деңгейдегі сұрақтар, сапалы тапсырмалар бар.

  1. Қорытындылау

Осы тақырыптың негізгі сұрақтарына топ өкілдерінің жауаптарын тыңдап, мүмкін болатын қателерді түзетеміз. Жазбаша есептерді жинаймыз. Тақырыптың екінші бөлімін оқып, қайталау тапсырмаларын орындаған соң, топтағы әрбір студенттің КТУ-ын ескере отырып, жұмысқа баға қоямыз.

Үйге тапсырма: § 113; Оқулықтың §114.


Жартылай өткізгіштер

Жартылай өткізгіштер– меншікті кедергілері әртүрлі болатын заттардың үлкен класы 10 -5 дейін 10 10 Ом∙м.

Жартылай өткізгіштердің металдар мен диэлектриктердің арасындағы аралық қасиеттері бар. Жартылай өткізгіштерге тән нәрсе кедергінің мәні емес, оның сыртқы жағдайлардың әсерінен кең ауқымда өзгеретіндігі.

Жартылай өткізгіштерге жатады:

а) элементтердің периодтық жүйесінің III, IV, V және VI топтарының элементтері, мысалы Си, Ге, ретінде, Се, Те;

б) кейбір металдардың қорытпалары;

в) оксидтер (металл оксидтері);

г) сульфидтер (күкіртті қосылыстар);

д) селенидтер (селенмен қосылыстар).

Жартылай өткізгіштердің кедергісі мыналарға байланысты:

а) температура;

б) жарықтандыру;

в) қоспалардың болуы.

Жартылай өткізгіштердің электр кедергісі де жарықпен жарықтандырылғанда азаяды.

1. Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі.

Өздігінен өткізгіштік– химиялық таза жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі.

Әдеттегі жартылай өткізгіште (кремний кристалы Си) атомдар біріккен коваленттік (атомдық) байланыс. Бөлме температурасында жартылай өткізгіш кристалдағы атомдардың жылулық қозғалысының орташа энергиясы тең 0,04 эВ. Бұл валенттік электронды, мысалы, кремний атомынан шығаруға қажет энергиядан айтарлықтай аз. 1,1 эВ). Бірақ жылулық қозғалыс энергиясының біркелкі бөлінбеуінен немесе сыртқы әсерлердің әсерінен кремний атомдарының бір бөлігі иондалады. Құрылады тегін электрондаржәне коваленттік байланыстағы бос орындар – деп аталады тесіктер. Сыртқы электр өрісінің әсерінен бос электрондардың реттелген қозғалысы және саңылаулардың бірдей санына қарама-қарсы бағытта реттелген қозғалысы орын алады.

Электрондық өткізгіштікнемесе өткізгіштікn -түрі(лат. теріс– теріс) – жартылай өткізгіштердің электрондар есебінен өткізгіштігі.

Саңылау өткізгіштігінемесе өткізгіштікб -түрі(латын тілінен оң - оң) - саңылауларға байланысты жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі.

Осылайша, меншікті өткізгіштікжартылай өткізгіш бір уақытта өткізгіштіктің екі түріне байланысты - электрондыЖәне тесік.

2. Жартылай өткізгіштердің қоспа өткізгіштігі.

Қоспаның өткізгіштігі– жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі, қоспалардың болуына байланысты (қоспалар – бөгде элементтердің атомдары).

Жартылай өткізгіште қоспаның болуы оның өткізгіштігін айтарлықтай өзгертеді. Мысалы, кремнийге шамамен 0,001 ат.% борды енгізгенде оның өткізгіштігі шамамен 10 6 есе артады.

Негізінде қоспа атомдары негізгі атомдардың валенттілігінен бір валенттілікке ие болады.

Донорлық қоспалар– жартылай өткізгішке беретін валенттілігі жоғары қоспалар электрондық өткізгіштік.

Жартылай өткізгіш (кремний) + донор (мышьяк) = жартылай өткізгіш n-түрі.

Акцепторлық қоспалар– жартылай өткізгішке беретін валенттілігі төмен қоспалар тесік өткізгіштігі.

Жартылай өткізгіш (кремний) + акцептор (индий) = жартылай өткізгіш r-түрі.

3. Жартылай өткізгішті диодтар мен триодтар. Олардың қолдануы.

Жартылай өткізгіш құрылғылардың көпшілігінің жұмыс принципі қасиеттерді пайдалануға негізделген б- n- ауысу.

Электронды-тесік ауысуы(немесе б - n - ауысу) – өткізгіштігі әртүрлі екі жартылай өткізгіштердің жанасу шекарасы.

Электрондар мен саңылаулардың диффузиясы интерфейс арқылы жүреді және олар кездескен кезде олар рекомбинацияланады.

Электрондық жартылай өткізгіштегі интерфейсте донорлық қоспалардың оң иондары қалады, ал тесік жартылай өткізгіште акцепторлардың теріс иондары түзіледі. деп аталатын тосқауыл қабаты(қос электрлік қабат), оның кернеуі Е запэлектронды жартылай өткізгіштен тесікке бағытталған. Бұл қос қабат арқылы олар жарып өте алады n- жартылай өткізгіш б- жартылай өткізгіште бұл үшін жеткілікті жоғары энергиясы бар электрондар ғана болады. Бір-біріне ұқсамайтын екі жартылай өткізгішке қолданылатын сыртқы электр өрісі оның бағытына байланысты блоктау қабатының өрісін әлсіретуі мүмкін.

Кедергі қабаты бір жақты өткізгіштікке ие: блоктау қабаты тоқтың блоктау қабатының өрісіне қарама-қарсы бағытта өтуіне мүмкіндік береді, ал блоктау қабатының өрісімен сәйкес келетін бағытта токтың өтуіне жол бермейді.

Жартылай өткізгіш диод- біреуі бар құрылғы б- n- ауысу.

Ток кернеуінің сипаттамасы– ағымдағы тәуелділік Iкернеуден У, диодқа қолданылады.

Жартылай өткізгіш триод (немесе транзистор)- екі құрылғы б- n- ауысулар.

Транзисторлар (түтік триодтары сияқты) әлсіз электрлік сигналдарды күшейту үшін қызмет етеді.

Қауіпсіздік сұрақтары

1. Қандай заттарды жартылай өткізгіштер деп атайды?

2. Жартылай өткізгіштердің өткізгіштерден және диэлектриктерден айырмашылығы неде?

3. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі неге байланысты?

4. Жартылай өткізгіштердің қандай қасиеттері термиялық және фоторезисторларда қолданылады?

5. Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігінің механизмі қандай?

6. Еркін электрондар мен тесіктер қалай түзіледі?

7. Жартылай өткізгіштердегі қоспа өткізгіштік механизмі қандай?

8. Қандай қоспаларды донор, ал қайсысын акцептор деп атайды?

9. Бір жақты өткізгіштік қалай түсіндіріледі б- n- ауысу?

10. Бұл не ток кернеуінің сипаттамасы б- n- ауысу? Тура және кері токтың пайда болуын түсіндіріңіз.

11. Жартылай өткізгішті диодтың қай бағыты токтың өтуіне мүмкіндік береді?

12. Жартылай өткізгішті триод (немесе транзистор) дегеніміз не?