Урок Полупроводники. Полупроводниковые приборы

Шпак С.И. преподаватель физики КГБ ПОУ «КМТ», г. Владивостока

ПЛАН УРОКА

Урок № 39-40

Раздел: Электрический ток в различных средах.

Тема урока: Электрический ток в полупроводниках. Полупроводниковые приборы.

Цель:

1. Дать понятие электронно - дырочной проводимости полупроводников. Объяснить виды проводимости. Рассмотреть устройство и принцип действия полупроводниковых приборов и их применение.

2. Развивать политехнический кругозор.

3. Воспитывать интерес к предмету.

Оборудование:

• Ноутбук;

• Интерактивная доска;

• ЦОР для ИД «Электрический ток в металлах» в программе Macromedia Flash;

• ЦОР для ИД «Полупроводники» в программе Macromedia Flash;

• Раздаточный материал: таблица Менделеева;

• Мини-стенд «Полупроводниковые приборы».

Литература:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., «Физика 10» Москва, «Просвещение», 2010г.

2. Шахмаев М.Н., Шахмаев С.М. «Физика 10» Москва, «Просвещение», 2007г

3. Дополнительный материал «Полупроводниковые приборы: устройство, принцип действия, применение».

Ход урока:

I Организационная часть

II Повторение

Вопросы для повторения темы «Электрический ток в металлах»:

1. Какие основные носители зарядов в металлах. Какая проводимость у металлов.

2. Рассказать и продемонстрировать на ИД опыты, подтверждающие существование в металлах свободных электронов (ЦОР для ИД «Электрический ток в металлах»).

3. Решить задачу на расчет зависимости сопротивления металла от температуры (на местах):

Алюминиевая проволока при 0⁰С имеет сопротивление 4,25Ом. Каково ее сопротивление при 20⁰С? (Отве: 12,29 Ом)

III. Новый материал:

1. Полупроводники.

Работа в тетради:

Определение: Полупроводники - это вещества, удельное сопротивление которых зависит:

1. От температуры,

2. От наличия примесей,

3. От изменения освещенности.

2. Механизм проводимости полупроводников

Слайд «Полупроводники»: Демонстрация, объяснение преподавателя

В обычном состоянии в полупроводниках связи электронов прочные и, следовательно, нет свободных носителей зарядов. При повышении температуры связи электронов нарушаются, и электроны становятся свободными, следовательно, сопротивление понижается и полупроводник проводит ток. Аналогично при изменении освещенности.

3. Полупроводниковые вещества.

Слайд «Полупроводниковые элементы»

Задание учащимся: Записать в тетрадь с помощью таблицы Менделеева все полупроводниковые вещества. Проверяем на ИД.

4. Проводимость полупроводников:

Работа в тетради:

Основные носители заряда в полупроводниках - электроны и дырки. Электроны - отрицательные, дырки - положительные.

Определение: Дырка - это место, с которого ушел электрон.

Следовательно, проводимость полупроводников электронная и дырочная.

Определение: Донорная примесь - избыток электронов, легко отдает электроны. Основные носители заряда - электроны. (n - тип).

Определение: Акцепторная примесь - недостаток электронов, легко принимает электроны. Основные носители заряда - дырки (р - тип)

Закрепляем материал составлением схемы: Слайд «Виды проводимости»

5. Электрический ток через контакт p - n типа.

Слайд p-n переход: Демонстрация, объяснение преподавателя

n - p контакт - прямой переход,

p - n контакт - обратный переход.

6. Полупроводниковые приборы:

Работа с учебником:

Задание: изучить устройство и принцип действия полупроводниковых приборов. Составить описание прибора по плану.

(План описания прибора: название; устройство; принцип действия; применение).

Рассказать об устройстве и принципе действия прибора. Продемонстрировать работу прибора на ИД.

Полупроводниковый диод.

Слайд «Полупроводниковый диод»

Устройство:

В кристалл германия (n- тип) вводят акцепторную примесь индия ( р - тип)

Принцип действия:

Вследствие диффузии атомов индия вглубь монокристалла германия, у поверхности германия возникает область с проводимостью р - типа. Остальная часть образца германия, в которую атомы индия не проникли, по - прежнему имеет проводимость n - типа. Между двумя областями с проводимостями разных типов и возникает р - n переход.

Применение:

Для выпрямления электрического тока в радиосхемах и ЭВМ.

Преимущества:

Малый размер, экономия электроэнергии, надежность, долговечность.

Недостатки:

Чувствительность к перепадам температуры.

Термистор.

Слайд «Термистор»

В полупроводниках сопротивление зависит от температуры, следовательно, терморезисторы используют для измерения температуры по силе тока.

Преимущества:

Малые размеры, любая форма, изменение температуры в пределах от 170К до 570К.

Применение:

Дистанционное измерение температуры, Противопожарная сигнализация.

Фоторезистор.

Слайд «Фоторезистор»

Сопротивление полупроводников зависит не только от температуры. Но и от освещенности. При увеличении освещения сила тока увеличивается так как уменьшается сопротивление. Используют для регистрации слабых световых потоков.

Преимущества:

Миниатюрность, высокая чувствительность.

Применение:

Определение качества обработки поверхности и контроль за размерами изделий.

7. Домашнее задание:

Обобщить материал с помощью таблицы

Полупроводниковые приборы:

Полупроводниковый прибор

Принцип действия

Применение