DARS REJASI
2-bo'lim 2.5-mavzu Yarimo'tkazgichli qurilmalar
(Dars mavzusi)
To'liq ism (to'liq ism)
Diligenskaya Yuliya Vladimirovna
Ish joyi
BPOU VO nomidagi Cherepovets o'rmon xo'jaligi mexanik kolleji. V.P. Chkalov"
Lavozim
O'qituvchi
Professional modul PM 01. Elektr va elektromexanik qurilmalarga texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlashni tashkil etish
MDK 01.05 Elektron va hisoblash qurilmalarining tipik elektr zanjirlari va funktsional birliklari
ELEKTRON CHILKALARNING ELEMENTLARI
Adabiyot
Asosiy
1. Tugov N. M., Glebov B. A., Charykov N. A. Yarimo'tkazgich qurilmalari - M.: "Akademiya" nashriyot markazi, 2004.-240 b.
2. Miklashevskiy S.P., Elektron sxemalarning sanoat elementlari. M: Oliy maktab, 2006-214 b.
Ma `lumot
1.Diodalar, tranzistorlar, optoelektronik qurilmalar: Katalog , M.: "Akademiya" nashriyot markazi, 2005 yil
2. Elektronika asoslari bilan umumiy elektrotexnika fanidan didaktik material, Darslik - M: Oliy maktab. 2006 - 108 s
5. Darsning maqsadi:
Talabalarni yarim o'tkazgichli qurilmalar turlari bilan tanishtirish;
Har bir qurilmaning funktsional maqsadi haqida fikr bering;
Mutaxassislik bo'yicha yarim o'tkazgichli qurilmalarning amaliy ahamiyatini ko'rsating.
6. Vazifalar:
- tarbiyaviy
talabalarga yarimo'tkazgichli qurilmalar tasnifini o'rganishga yordam berish;
- rivojlanmoqda
talabalarning kognitiv qiziqishlarini rivojlantirish.
- tarbiyaviy
talabalarning axborot madaniyatini tarbiyalash.
7. Dars turi - yangi bilimlarni o'zlashtirish
8. Talabalar ishining shakllari - individual va guruh.
9. Kerakli texnik jihozlar – multimedia o'qituvchi kompyuteri, video proyektor,
Darsning tuzilishi va borishi
1-jadval.
TEXNOLOGIYA DARS HARITASI
Dars bosqichi
Amaldagi EORlarning nomi
(2-jadvaldagi seriya raqamini ko'rsatgan holda)
O'qituvchi faoliyati
Talabalar faoliyati
Vaqt
(daqiqada)
Tashkiliy va motivatsion
1. Kompyuter qurilmalari diagrammasi
Talabalar bilan salomlashadi. Talabalarning darsga tayyorgarligini va uy vazifasini bajarishini tekshiradi.
Dars mavzusini shakllantiradi va darsning maqsadlarini ochib beradi.
Talabalarni yangi mavzuni o'rganishga undash uchun savollar beradi:
Elektron sxemalarning qanday turlarini bilasiz?
Yarimo'tkazgichli qurilmalarning qanday turlarini bilasiz?
Yarimo'tkazgichli materiallarning xususiyatlarini sanab bering?
Darsning asosiy qismiga o‘tib, o‘quvchilarning javoblarini umumlashtiradi.
O‘qituvchi bilan salomlashib, uy vazifasini daftarlarida ko‘rsatadilar.
Darsning maqsadini tinglang va tushuning, darsning sanasi va mavzusini daftarlarga yozing
Ular berilgan savollarga javob berishadi.
Slaydda ko'rsatilgan ma'lumotlarni tahlil qiling.
Asosiy qism:
Yangi bilimlarni uzatish bosqichi
2. Yarimo'tkazgichli qurilmalarning asosiy qurilmalari
3. Diyotlarning xarakteristikalari
4.Tranzistorlarning xarakteristikalari
5. Mikrosxemalarning xarakteristikalari
Leksiya. (Interaktiv taqdimot namoyishi)
Video fragment yordamida yarimo'tkazgichli qurilmalarning maqsadi va xususiyatlaridagi farqlarga e'tibor qaratadi.
Asosiy funktsional komponentlarni ko'rsatadigan diagrammani ko'rsatish orqali yarimo'tkazgichli qurilmalarning dizaynini ko'rsatadi. yarimo'tkazgichli qurilmalar
Hamma haqida gapiradi
yarimo'tkazgichli qurilma
1) diodlar
Yarimo'tkazgichli materiallarning xossalari qurilmalarning umumiy ishlash tamoyillariga asoslanishiga e'tibor qaratadi
2) tranzistorlar.
3) Mikrosxemalar.
Yangi materialning tushuntirishini tinglang va daftarlarga eslatma yozing.
Yangi ma'lumotni tushunib oling.
Taqdim etilgan diagrammani o'rganing va savollar bering.
Diagrammalarni daftarlarga chizish.
Slaydda taqdim etilgan ma'lumotlarni muhokama qilish, "Fizika" fanidan yarim o'tkazgichli qurilmalarning xususiyatlariga oid bilimlarini namoyish etish.
Yangi bilimlarni o'zlashtirish bosqichi
7. Yarim o'tkazgichli qurilmalarni mutaxassislik bo'yicha qo'llash
Kontseptsiya va maqsadni mustaqil o'rganishni taklif qiladi:
4) Kommutatsiya uskunalaridagi dala effektli tranzistorlar.
Darslik bilan ishlash, daftarga konspektlar tuzish. Ushbu materialni o'rganib chiqqandan so'ng, noaniq fikrlar aniq bo'ladi.
Yangi materialni birlashtirish
Guruh jamoalarga bo'lingan. O'qituvchi har bir jamoaga dars mavzusiga oid atamalar bilan to'ldirilishi kerak bo'lgan kalit so'zlar yozilgan kartalarni tarqatadi.
Topshiriqning to‘g‘ri bajarilganligini tekshiradi
Har bir jamoa topshiriq ustida ishlaydi, birinchi navbatda uni bajarishga harakat qiladi.
Dars xulosasi
Talabalar faoliyatini baholaydi. Umumiy darsni umumlashtiradi.
Uyga vazifa beradi.
Dars uchun talabalarga rahmat.
Dars natijalarini tinglang va tushuning. Uy vazifasini kundaliklarga yozib oling. Darsga munosabatini bildiring.
Dars mavzusi: "Yarim o'tkazgichli qurilmalar. Diodlar"
Darsning maqsadi va vazifalari:
Tarbiyaviy:
yarimo'tkazgichli diodlarning maqsadi, harakati va asosiy xususiyatlari haqida dastlabki tushunchani shakllantirish.
Tarbiyaviy:
aqliy mehnat madaniyatini shakllantirish, shaxsiy fazilatlarni rivojlantirish - qat'iyatlilik, qat'iyatlilik, ijodiy faollik, mustaqillik.
Tarbiyaviy:
bir tomonlama o'tkazuvchanlik xususiyatidan foydalanishni o'rganish.
Darsning moddiy-texnik jihozlari:
ish daftarlari, o'qituvchi kompyuteri, interfaol doska, mavzu bo'yicha taqdimot
Darsning borishi:
1. Tashkiliy nuqta:
(Vazifa: qulay psixologik kayfiyatni yaratish va diqqatni faollashtirish).
2. O`tilgan materialni takrorlashga tayyorlash va umumlashtirish
Elektr toki nima?
Oqim kuchi, o'lchov birliklari.
p – no'tish.
Yarimo'tkazgichlar.
Dars mavzusi va maqsadini ayting.
Yarimo'tkazgichlar. Diyotlar.
Perspektivni tushuntirish.
Zamonaviy elektronikani o'rganish uchun siz birinchi navbatda yarimo'tkazgichli qurilmalarning konstruktiv tamoyillari va ishlashining fizik asoslarini, ularning xarakteristikalari va parametrlarini, shuningdek ularni elektron qurilmalarda qo'llash imkoniyatini belgilaydigan eng muhim xususiyatlarni bilishingiz kerak.
Yarimo'tkazgichli qurilmalardan foydalanish energiya manbalaridan elektr energiyasini iste'mol qilishda katta tejamkorlikni ta'minlaydi va uskunaning o'lchamlari va og'irligini ko'p marta kamaytirish imkonini beradi. Vakuum trubkasini quvvatlantirish uchun minimal quvvat 0,1 Vt, tranzistor uchun esa 1 mkVt bo'lishi mumkin, ya'ni. 100 000 marta kamroq.
3. Asosiy bosqich.
Yangi material
Tabiatda mavjud bo'lgan barcha moddalar elektr o'tkazuvchanlik xususiyatlariga ko'ra uch guruhga bo'linadi:
Supero'tkazuvchilar,
izolyatorlar (dielektriklar),
yarimo'tkazgichlar
Yarimo'tkazgichlar o'tkazgichlar va izolyatorlarga qaraganda ko'proq moddalarni o'z ichiga oladi. Radioqurilmalar ishlab chiqarishda 4 valentli germaniy Ge va kremniy Si eng ko'p qo'llaniladi.
Yarimo'tkazgichlarning elektr toki erkin elektronlar va "teshiklar" deb ataladigan harakat bilan belgilanadi.
Atomlarini tark etgan erkin elektronlar n-o'tkazuvchanlikni hosil qiladi (n - lotincha negativus - salbiy so'zining birinchi harfi). Teshiklar yarimo'tkazgichda p - o'tkazuvchanlikni hosil qiladi (p - lotincha positivus - ijobiy so'zining birinchi harfi).
Sof o'tkazgichda erkin elektronlar va teshiklar soni bir xil bo'ladi.
Nopoklarni qo'shib, asosan elektron yoki teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan yarim o'tkazgichni olish mumkin.
p- va n- yarim o'tkazgichlarning eng muhim xususiyati - tutashuvdagi bir tomonlama o'tkazuvchanlik. Bu birikma p-n birikmasi deyiladi.
4 valentli germaniy (kremniy) kristaliga 5 valentli mishyak (surma) qo'shilsa, n - o'tkazgichni olamiz.
3 valentli indiyni qo'shib, biz p - o'tkazgichni olamiz.
Manbaning “plyus”i p-hududiga ulanganda, o'tish oldinga yo'nalishda yoqilgan deb aytiladi va oqim manbasining minusi p-mintaqaga ulanganda, o'tish aytiladi. teskari yo'nalishda yoqiladi.
P va n birikmasining bir tomonlama o'tkazuvchanligi yarimo'tkazgichli diodlar, tranzistorlar va boshqalarning ishlashi uchun asosdir.
Yarimo'tkazgich haqida tushunchaga ega bo'lgan holda, endi diodani o'rganishni boshlaylik.
"Di" prefiksi ikki xil o'tkazuvchanlikning ikkita qo'shni zonasini bildiradi.
Velosiped shinalari valfi (nipel). Havo u orqali faqat bitta yo'nalishda - kameraga o'tishi mumkin. Ammo elektr klapan ham mavjud. Bu diod - ikkala uchida ikkita simli simli yarimo'tkazgich qismi.
Dizayni bo'yicha yarimo'tkazgichli diodlar tekis yoki nuqta bo'lishi mumkin.
Planar diodlar katta elektron-teshik birikma maydoniga ega va katta oqimlar oqadigan davrlarda qo'llaniladi.
Nuqtali diodlar elektron-teshik birikmasining kichik maydoni bilan tavsiflanadi va past oqimli davrlarda qo'llaniladi.
Diyotning ramziy grafik belgisi. Uchburchak p-mintaqasiga mos keladi va anod deb ataladi va katod deb ataladigan to'g'ri chiziq segmenti n-mintaqani ifodalaydi.
Diyotning maqsadiga qarab, uning UGO qo'shimcha belgilarga ega bo'lishi mumkin.
Diyotlar xarakterlanadigan asosiy parametrlar.
Oldinga diodli oqim.
Diyotning teskari oqimi.
Materialni tuzatish.
Yarimo'tkazgichli diyotni o'z ichiga olgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat manbai ulanishining polaritesini o'zgartirish.
Biz 3336L batareyani va MH3,5 - 0,28 cho'g'lanma lampochkani (3,5V kuchlanish va 0,28A cho'g'lanma oqimi uchun) ketma-ket ulaymiz va bu zanjirni D7 yoki D226 seriyali qotishma diyotga ulaymiz, shunda ijobiy bo'ladi. diodaning anodiga to'g'ridan-to'g'ri yoki lampochka orqali beriladi va katodga - salbiy batareya kuchlanishi (3-rasm, 4-rasm). Lampochka to'liq yonishi kerak. Keyin biz "batareya - lampochka" sxemasining ulanish polaritesini teskari tomonga o'zgartiramiz (3-rasm, 4-rasm). Agar diod ishlayotgan bo'lsa, yorug'lik yonmaydi. Ushbu tajribada cho'g'lanma lampochka ikki tomonlama funktsiyani bajaradi: u kontaktlarning zanglashiga olib keladigan indikatori bo'lib xizmat qiladi va bu zanjirdagi oqimni 0,28A ga cheklaydi va shu bilan diodani ortiqcha yuklanishdan himoya qiladi. Batareya va akkor lampochka bilan ketma-ket siz 300 ... 500 mA oqim uchun boshqa milliampermetrni ulashingiz mumkin, bu diod orqali to'g'ridan-to'g'ri va teskari oqimni qayd qiladi.
4. Tekshirish nuqtasi:
To'g'ridan-to'g'ri oqim manbai, mikromotor, 2 dioddan iborat elektr zanjirining diagrammasini chizing, shunda kalitlar yordamida siz mikromotor rotorining aylanish yo'nalishini o'zgartirishingiz mumkin.
Yarimo'tkazgichli diod yordamida chiroq batareyasining qutblarini aniqlang.
Diod o'tkazuvchanligini o'zingiz ko'rgazma stendida o'rganing. Diyotning bir tomonlama o'tkazuvchanligini o'rganish.
5. Yakuniy nuqta:
dars maqsadlariga erishishdagi muvaffaqiyatni baholash (ular qanday ishlagan, nimani o'rgangan yoki o'rgangan)
6. Reflektiv moment:
o‘quvchilarning o‘z-o‘zini baholashi orqali darsning samaradorligi va foydaliligini aniqlash.
7. Axborot nuqtasi:
keyingi darsning istiqbollarini aniqlash .
8. Uyga vazifa
O'tilgan materialni birlashtirish uchun quyidagi muammolar haqida o'ylang va ularni hal qilishni ta'minlang:
Yarimo'tkazgichli diod yordamida radio uskunasini polaritning o'zgarishidan qanday himoya qilish mumkin?
To'rtta ketma-ket ulangan elementlarni o'z ichiga olgan elektr davri mavjud - ikkita lampochka a va b va ikkita kalit A va B. Bu holda, har bir kalit faqat bitta, faqat "uning" lampochkasini yonadi. Ikkala lampochkani ham yoqish uchun ikkala kalitni bir vaqtning o'zida yopishingiz kerak.
Fizika dars 11-sinf
Dars mavzusi:
“Yarim o'tkazgichlar.
Yarimo'tkazgichlarning ichki va nopoklik o'tkazuvchanligi. Yarimo'tkazgichlarda elektr toki"
Darsning maqsadi
Materiallar va jihozlar:
Mavzu bo'yicha kompyuter, proyektor, elektron materiallar: "Yarim o'tkazgichlar"; kartalar - kichik guruhlarda mustaqil ishlash uchun topshiriqlar; yarimo'tkazgichli qurilmalar to'plami NPP – 2; ko'rgazmali galvanometr; DC manbai (4V); demo kaliti; stendda 60-100 Vt elektr chiroq; elektr lehimli temir; ulash simlari.
Dars rejasi:
Biz eslashimiz kerak:
Ha, bu yarimo'tkazgichlar. Yarim asrdan ko'proq vaqt oldin ular muhim amaliy ahamiyatga ega emas edi. Elektrotexnika va radiotexnikada ular faqat o'tkazgichlar va dielektriklardan foydalanganlar. Ammo yarimo'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligini nazorat qilish imkoniyati nazariy va keyin amaliy jihatdan aniqlanganda vaziyat keskin o'zgardi.
Yarimo'tkazgichlar va o'tkazgichlar o'rtasidagi asosiy farq nima va ularning tuzilishining qanday xususiyatlari deyarli barcha elektron qurilmalarda yarimo'tkazgich qurilmalaridan keng foydalanishga imkon berdi, bu ularning ishonchliligini sezilarli darajada oshirish, o'lchamlarini sezilarli darajada kamaytirish va hatto yangilarini yaratishga imkon berdi. faqat orzu qilish mumkin: miniatyura mobil telefonlar kompyuterlar yaratish va hokazo?
Qarshiligi o'tkazgichlarnikidan kattaroq, lekin dielektriklardan kamroq bo'lgan va harorat oshishi bilan juda keskin pasayib ketadigan moddalarning katta sinfi.
Bularga davriy sistema elementlari kiradi: germaniy, kremniy, selen, tellur, indiy, mishyak, fosfor, bor va boshqalar. ba'zi birikmalar: cho'chqa sulfidi, kadmiy sulfid, kuprok oksidi va boshqalar.
Yarimo'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligiga bog'liqligini ko'rsatish:
RT 10k FS – K1
Teshiklar haqiqiy zarralar emasligini ta'kidlash kerak. Yarimo'tkazgich o'tkazuvchanligining ikkala turida faqat valent elektronlar harakat qiladi. O'tkazuvchanlik bir-biridan faqat elektronlar harakati mexanizmida farq qiladi. Elektron o'tkazuvchanlik erkin elektronlarning harakat yo'nalishidan, teshik o'tkazuvchanligi esa bog'langan elektronlarning atomdan atomga o'tishi, bir-birini to'plamlar bo'yicha almashishi natijasida yuzaga keladi, bu esa teshiklarning qarama-qarshi yo'nalishdagi harakatiga tengdir.
Shunday qilib, yarim o'tkazgichlarda ikki turdagi tashuvchilar mavjud - elektronlar va teshiklar, ularning kontsentratsiyasi sof yarim o'tkazgichlarda bir xil - ularning o'tkazuvchanligi kichik.
Yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi sezilarli darajada ularning kristallarida aralashmalar mavjudligiga bog'liq:
Nopokliklar va n- va p-tipli o'tkazuvchanlik ko'rsatish:
n - turi p - turi
n-tipli yoki p-tipli yarimo'tkazgichlarda alohida emas, balki har xil turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan ikkita yarim o'tkazgichning aloqasi orqali oqim oqimi alohida qiziqish uyg'otadi.
Ixtiyoriy ravishda 4 nafar talabadan iborat guruhlarni shakllantirish taklif etiladi (bu xona atrofida tartibsiz harakatlar va vaqtni yo'qotmaslik uchun dars boshlanishidan oldin amalga oshirilishi kerak).
Har bir guruhga bajarish uchun topshiriq beriladi. Unda yozma va og'zaki javoblar uchun mo'ljallangan turli darajadagi savollar, yuqori sifatli topshiriqlar mavjud.
Biz ushbu mavzuning asosiy savollariga guruh vakillarining javoblarini tinglaymiz va mumkin bo'lgan xatolarni tuzatamiz. Biz yozma hisobotlarni yig'amiz. Mavzuning ikkinchi qismini o'rganib, takroriy topshiriqlarni bajarib, guruhdagi har bir talabaning KTU ni hisobga olgan holda ish uchun baho beramiz.
Uyga vazifa: § 113; Darslikning §114.
Mehnat ta'limi dars rejasi.
9-sinf
Bo'lim mavzusi:
Elektrotexnika va elektronika asoslari. (3 soat)
Dars mavzusi No 27: Yarimo'tkazgichli qurilmalar.
Maqsad: Yarimo'tkazgichli qurilmalar bilan tanishing.
Darslar davomida:
1. Tashkiliy qism 3 min.
salom; salomlashish.
b) Ishga kelmaganlarni aniqlash.
v) O'tilgan materialni takrorlash.
d) Dars mavzusini e'lon qilish. Dars mavzusini daftarlarga yozib oling.
e) Maqsadlar va dars rejasini talabalarga etkazish.
2.O`tilgan materialni takrorlash -7 min.
Elektr o'rnatish ishlarining asosiy turlari qanday?
Supero'tkazuvchilar materiallar nima?
Supero'tkazuvchilar materiallarni qo'llash?
3. Yangi materialni o'rganish 10 min.
Yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlashi yarimo'tkazgich materiallarning xususiyatlaridan foydalanishga asoslangan qurilmalardir
Yarimo'tkazgichli qurilmalar kiradi :
- Integratsiyalashgan sxemalar (chiplar)
Yarimo'tkazgichli diodlar (shu jumladan varikaplar, zener diodlari, Schottky diodlari),
Tiristorlar, fototiristorlar,
tranzistorlar,
Zaryadga ulangan qurilmalar
Yarimo'tkazgichli mikroto'lqinli qurilmalar (Gunn diodlari, ko'chki diodlari),
Optoelektron qurilmalar (fotorezistorlar, fotodiodlar, quyosh batareyalari, yadroviy nurlanish detektorlari, LEDlar, yarim o'tkazgich lazerlar, elektrolyuminestsent emitentlar),
Termistorlar, Hall sensorlari.
Asosiy yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqarish uchun materiallar kremniy (Si), kremniy karbid (SiC), galliy va indiy birikmalaridir.
Elektr o'tkazuvchanligi
yarimo'tkazgichlar aralashmalar va tashqi energiya ta'sirlari (harorat, radiatsiya, bosim va boshqalar) mavjudligiga bog'liq. Oqim oqimi ikki turdagi zaryad tashuvchilar - elektronlar va teshiklar bilan belgilanadi. Kimyoviy tarkibiga ko'ra toza va nopok yarim o'tkazgichlar farqlanadi.
Yarimo'tkazgichlar
4. Amaliy ish 18 min.
Buning usullaridan biri bazani kollektorga ulashda va bazani emitentga ulashda emitent va kollektor terminallari orasidagi qarshilikni ohmmetr bilan o'lchashdir. Bunday holda, kollektor quvvat manbai sxemadan uziladi. Agar tranzistor to'g'ri ishlayotgan bo'lsa, birinchi holatda ohmmetr past qarshilik ko'rsatadi, ikkinchisida - bir necha yuz ming yoki o'n minglab ohmlar tartibida.
Yarimo'tkazgich diod - bitta elektr aloqasi va ikkita terminali (elektrodlar) bo'lgan yarim o'tkazgichli qurilma. Boshqa turdagi diodlardan farqli o'laroq, yarimo'tkazgichli diodaning ishlash printsipi pn birikmasi fenomeniga asoslanadi.
Yarimo'tkazgichli diod sinovi
AMM yordamida diodlarni sinovdan o'tkazishda pastki o'lchov chegaralaridan foydalanish kerak. Ishchi diyotni tekshirishda oldinga yo'nalishdagi qarshilik bir necha yuz Ohm, teskari yo'nalishda esa cheksiz katta qarshilik bo'ladi. Agar diod noto'g'ri bo'lsa, AMM har ikki yo'nalishda 0 ga yaqin qarshilik ko'rsatadi yoki diod buzilgan bo'lsa, tanaffus bo'ladi. Oldinga va teskari yo'nalishdagi o'tishlarning qarshiligi germaniy va silikon diodlar uchun farq qiladi.
5. Dars xulosasi 2 min.
6. Ish joylarini tozalash 5 min.
Mavzu: Yarim o'tkazgichlar.
Darsning maqsadi va vazifalari:
· Tarbiyaviy: o`quvchilar ongida yarim o`tkazgichlarning elektr xossalari haqida dastlabki tushunchalarni shakllantirish.
· Tarbiyaviy: aqliy mehnat madaniyatini tarbiyalashni davom ettirish, shaxsiy fazilatlarni rivojlantirish - qat'iyatlilik, qat'iyatlilik, ijodiy faollik, mustaqillik.
· Rivojlantiruvchi: o‘quvchilarning har kuni kuzatadigan hodisalarga ilmiy dunyoqarashini kengaytirish.
Uskunalar va ko'rgazmali qo'llanmalar:
Elektr ta'minoti, yarim o'tkazgichli diodlar, lampochkalar, ulash simlari, ko'rgazmali stend, elektr o'lchash asbobi - tester, ma'lumot plakatlari.
Darslar davomida:
1. Tashkiliy moment: (Vazifa: qulay psixologik kayfiyatni yaratish va diqqatni faollashtirish).
2. O`tilgan materialni takrorlash va umumlashtirishga tayyorlash:
Radioelementlarning grafik belgilari.
Elektr toki nima?
Hozirgi kuch, o'lchov birliklari.
Sinf jamoalarga bo'linadi va kim ko'proq radio elementlarning belgilarini chizish va ularning maqsadini tushuntirish uchun musobaqa o'tkaziladi.
Dars mavzusi va maqsadini ayting.
Yarimo'tkazgichlar. Biz yarimo'tkazgichlarning elektr xususiyatlari haqida dastlabki tushunchalarni shakllantirishimiz kerak.
Perspektivni tushuntirish.
Turli elektron qurilmalar ko'rinishidagi yarimo'tkazgichlar hayotimizning barcha jabhalarida mavjud. Yarimo'tkazgichlarning o'ziga xos ilovalarini kim nomlay oladi?
(Imumkin javoblar: LED svetoforlari, lazer ko'rsatkichlari, kompyuterlar, televizorlar, kameralar, televizor kameralari, interkomlar, kir yuvish mashinalari va boshqalar.)
Aytishimiz mumkinki, yarimo'tkazgichlarni o'rganish va ulardan foydalanish hayotimizning mazmuni va sifatiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Keling, yarim o'tkazgichlar nima, ular qanday xususiyatlarga ega, ular asosida qanday yarim o'tkazgichlar yaratilgan va ular bilan qanday qiziqarli tajribalar o'tkazish mumkinligini ko'rib chiqaylik.
3. Asosiy bosqich.
Yangi material
Tabiatda mavjud bo'lgan barcha moddalar elektr o'tkazuvchanlik xususiyatlariga ko'ra uch guruhga bo'linadi:
Sh Supero'tkazuvchilar,
Sh izolyatorlar (dielektriklar),
Sh yarim o'tkazgichlar
frontal so'rov:
Savol: "Nima uchun metallar elektr tokini yaxshi o'tkazadi, lekin dielektriklar deyarli yo'q?"
Javob: "o'tkazgichlarda juda ko'p miqdordagi erkin elektronlar mavjud, ammo dielektriklarda yo'q.
Savol: "Dielektriklarda elektronlar yo'qmi?"
Javob: "Bu erda metallarga qaraganda kamroq elektronlar mavjud, ammo ular atomlar bilan bog'langan va namunaning butun hajmi bo'ylab harakatlana olmaydi."
To'g'ri.
Materialning elektr o'tkazuvchanligi masalasi unda erkin, ya'ni elementlarning mavjudligi masalasidir. harakatga qodir elektr zaryadlari. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, yarim o'tkazgichlar o'tkazgichlar va dielektriklar o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
Yarimo'tkazgichlarga davriy sistemaning 4-guruhi elementlari, shuningdek, ba'zi kimyoviy birikmalar kiradi. Foydalanish uchun ayniqsa qulay material silikon (Si). Yarimo'tkazgichning valent elektronlari, xuddi dielektrik kabi, ularning atomlari bilan bog'langan, ammo bu aloqa dielektriklardagi kabi kuchli emas. Xona haroratida termal tebranish energiyasi valent elektronlarning bir qismi atomlaridan ajralib chiqishi va yarimo'tkazgich namunasi ichida erkin bo'lishiga olib kelishi uchun etarli. Natijada, yarimo'tkazgich namunasi deb ataladigan narsani oladi elektron o'tkazuvchanlik.
Ayrim valentlik elektronlarning atomlaridan chiqib ketishi yarimo‘tkazgichlarda elektr o‘tkazuvchanligining ikkinchi mexanizmini yuzaga keltiradi, bu esa teshik elektr o‘tkazuvchanligi deb ataladi. Gap shundaki, qo'shni atomning valentlik elektroni bo'shatilgan elektronning bo'sh joyiga o'tishi mumkin. Natijada, teshik deb ataladigan vakansiya namunaning butun hajmi bo'ylab harakatlanishi va elektr zaryadini o'tkazishi mumkin. Aslida, harakat va o'rni zaryadini uzatish valent elektronlar tomonidan amalga oshiriladi, ammo elementar musbat zaryadga ega bo'lgan xayoliy zarrachani - teshikni kiritish juda qulay bo'lib chiqdi va yarimo'tkazgichlar fizikasida mustahkam o'rin oldi.
Atomlarini tark etgan erkin elektronlar n-o'tkazuvchanlikni hosil qiladi (n - lotincha negativus - salbiy so'zining birinchi harfi). Teshiklar yarimo'tkazgichda p - o'tkazuvchanlikni hosil qiladi (p - lotincha pozitivus - musbat so'zining birinchi harfi - yozib olish uchun berilgan).
Sof yarimo'tkazgichda erkin elektronlar va teshiklar soni bir xil bo'ladi.
Nopoklarni qo'shib, asosan elektron yoki teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan yarim o'tkazgichni olish mumkin.
Agar 4 valentli kremniy kristaliga 5 valentli mishyak (surma) qo'shsak, n - o'tkazgichni olamiz.
3 valentli indiyni qo'shib, biz p - o'tkazgichni olamiz.
Erkin elektronlar yoki teshiklarning kontsentratsiyasini bir necha darajaga o'zgartirish uchun ozgina miqdorda nopoklik etarli. Shuning uchun, aralashmalar ta'sirida hosil bo'lgan erkin zaryad tashuvchilar katta, yarim o'tkazgichning o'z erkin zaryad tashuvchilari esa ozchilik deb ataladi.
Elektron va teshikli yarim o'tkazgichlar orasidagi aloqa (p-n birikmasi).
Agar siz shunchaki p va n o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan ikkita alohida yarimo'tkazgich namunalarini kontaktga keltirsangiz, u holda bu ulanish orqali oqim o'tmaydi. Havodagi yarimo'tkazgich namunalari mukammal dielektrik bo'lgan oksidli plyonka bilan qoplangan. Elektron va teshikli yarimo'tkazgichlar orasidagi aloqa bitta namunada yaratiladi. Buning uchun, masalan, sirtlardan birida teshik elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan yarimo'tkazgich donor nopokligi bilan qo'shiladi. Natijada, sirtdagi elektr o'tkazuvchanligining turi elektronga aylanadi, teshik o'tkazuvchanligi esa chuqurlikda qoladi. Natijada, rasmda sxematik ko'rsatilgan p-n birikmasi paydo bo'ladi.
p-mintaqasidagi teshiklarning va n-mintaqasidagi erkin elektronlarning termal harakati ularning yuqori konsentratsiyali joylardan pastroq kontsentratsiyali hududlarga imtiyozli harakatlanishiga olib keladi. Bu jarayon diffuziya (yozuv ostida) deb ataladi. Natijada, p-mintaqadagi teshiklar n-mintaqaga shoshiladi va erkin elektronlar n-hududdan p-ga oqib chiqadi. Bular. Zaryadlangan zarrachalarning yo'naltirilgan harakati sodir bo'ladi, bu elektr tokidir. Bu oqim diffuziya tufayli bo'lgani uchun u diffuziya oqimi deb ataladi. Bunday holda, p-mintaqaga o'tkazilgan elektronlar qabul qiluvchi aralashmaning atomlari tomonidan tutiladi va n-mintaqaga o'tkazilgan teshiklar donor aralashmaning valentlik elektronlaridan boshqa narsa emas.
O'tish chegarasiga tutashgan p-mintaqaning tomoni manfiy, n-mintaqaning tomoni esa musbat zaryadlangan. Bu jarayonlarning barchasi o'tishni yaratish jarayonida sodir bo'ladi. Natijada, o'tish deb ataladigan narsa o'tishda sodir bo'ladi. diffuziya oqimiga qarshi harakat qiladigan va uni deyarli nolga kamaytiradigan kontakt potentsial farqi.
Elektr zanjirida elektron-teshik o'tishi.
Quyidagi tajribani bajaramiz: Elektron-teshik birikmasini ketma-ket ravishda doimiy EMF manbai va lampochkadan iborat oddiy sxemaga ulaymiz.
EMF manbasining musbat terminali p-mintaqasiga ulanganda va lampochka orqali manfiy terminal n ga ulangan bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchli tok o'tadi, bu lampochkaning porlashi bilan ko'rsatiladi. O'tish teskari polaritda yoqilganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim yo'q. Ushbu tajriba birlashmaning bir tomonlama o'tkazuvchanligiga ega ekanligini ko'rsatadi. Keling, ushbu ta'sir mexanizmini aniqlaylik.
Birinchi holda, manbaning musbat qutbi p-hududiga, minus qutbi esa n-mintaqasiga ulanganda, tashqi manbaning kuchlanishi kontakt kuchlanishiga polarite bo'yicha qarama-qarshi bo'ladi. Binobarin, birikmadagi umumiy kuchlanish muvozanat holatiga nisbatan pasayadi. Bu kuchlanishning diffuziya oqimiga qarama-qarshiligi pasayadi va bu oqim juda ko'payadi.
Ikkinchi holda, tashqi kuchlanish kontaktli kuchlanish bilan polariteye to'g'ri keladi. Bunday holda, umumiy kuchlanish kuchayadi, bu diffuziya oqimining zaiflashishiga olib keladi. Ushbu oqim allaqachon kontakt kuchlanishi bilan deyarli nolga zaiflashganligi sababli, u amalda nol bo'lib qoladi.
Shunday qilib, p-n o'tishning bir tomonlama o'tkazuvchanligi o'tish orqali diffuziya oqimining bir yo'nalishliligi bilan bog'liq. Drift oqimiga kelsak, u har doim nolga yaqin, chunki u p va n hududlarida ozchilik tashuvchilarning juda past konsentratsiyasi bilan belgilanadi.
O'tish joyidagi tashqi kuchlanishning polaritesi, u oqimdan o'tadi va bu holda oqimning o'zi oldinga, kuchlanish va oqimning qarama-qarshi qutblari teskari deb ataladi.
P-n o'tishning bir tomonlama o'tkazuvchanligi uning belgilarida aks etadi. Barcha holatlarda kontakt tasvirlangan va oqim oqimining yo'nalishini ko'rsatadigan o'q - p-mintaqasidan n gacha (belgi ostida).
Materialni tuzatish. Frontal so'rov.
1. Qanday materiallar yarim o'tkazgichlarga kiradi?
2. Yarimo'tkazgichlarning o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi mexanizmini tushuntirib bering?
3. Nopoklik yarim o'tkazgichning elektr o'tkazuvchanligini qanday oshiradi.
4. Elektron nopoklik elektr o'tkazuvchanligini hosil qilish mexanizmini tushuntiring.
5. Teshik nopokligi elektr o'tkazuvchanligini hosil qilish mexanizmini tushuntiring.
6. P-n birikmasi nima, u qanday yasaladi,
7. P-n o’tishning bir tomonlama o’tkazuvchanligini tushuntiring.
Uyga vazifa: o‘tilgan materialni ko‘rib chiqish. Quyidagi muammoni hal qilish haqida o'ylab ko'ring:
Qandilda ikkita lampochka bor. Odatda, ularni mustaqil ravishda yoqish va o'chirish uchun kalitlardan qandilgacha ishlaydigan uchta sim ishlatiladi. Agar siz rasmda ko'rsatilgan sxemani yig'sangiz, p-n o'tkazmalarining bir tomonlama elektr o'tkazuvchanligidan foydalanib, faqat ikkita sim bilan o'tish mumkinmi?
(Javob: Ha mumkin, A tugmasi lampochkani boshqaradi, B lampochkasi b lampochkani boshqaradi)
Yoritilganda yarimo'tkazgich qarshiligining o'zgarishini ko'rsatish
O'rnatish rasmga muvofiq fotorezistor bilan yig'iladi. Kalitni yoping va galvanometr ko'rsatkichiga e'tibor bering (2-4 bo'linish). Fotorezistordan 0,5 m masofada joylashgan elektr chiroqni yoqing va galvanometrning o'qishini kuzatib, asta-sekin fotorezistorga yaqinlashtiring. Talabalarning e'tiborini yoritilganda elektr o'tkazuvchanligi kuchayadi, ya'ni qarshilik kamayadi.
