Fyzikální vlastnosti polovodičů Polovodiče jsou materiály, které z hlediska své měrné vodivosti zaujímají mezilehlou polohu mezi vodiči a dielektriky. Hlavní vlastností těchto materiálů je zvýšení elektrické vodivosti s rostoucí teplotou. Dobře vedou elektrický proud Patří sem kovy, elektrolyty, plazma... Nejpoužívanější vodiče jsou Au, Ag, Cu, Al, Fe... Dobře vedou elektrický proud Patří sem kovy, elektrolyty, plazma... Nejpoužívanější vodiče jsou Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Prakticky nevedou elektrický proud Patří sem plasty, pryž, sklo, porcelán, suché dřevo, papír ... Prakticky nevedou elektrický proud Patří sem plasty, pryž, sklo, porcelán, suché dřevo, papír ... Jsou ve vodivosti mezilehlé mezi vodiči a dielektriky Si, Ge, Se, In, As zaujímají mezilehlou polohu ve vodivosti mezi vodiči a dielektriky Si, Ge, Se, In, As
Fyzikální vlastnosti polovodičů R (Ohm) t (0 C) R0R0 kovový polovodič Vodivost polovodičů závisí na teplotě. Na rozdíl od vodičů, jejichž odpor roste s teplotou, odpor polovodičů při zahřívání klesá. Blízko absolutní nuly mají polovodiče vlastnosti dielektrik.
Elektrický proud v polovodičích Polovodiče jsou látky, jejichž měrný odpor klesá s rostoucí teplotou Mezi polovodiče patří křemík, germanium, selen atd. Vazba mezi atomy je párově elektronická nebo kovalentní Při nízkých teplotách se vazby neruší
Vlastní vodivost polovodičů Za normálních podmínek (nízké teploty) nejsou v polovodičích žádné volné nabité částice, polovodič tedy nevede elektrický proud. Si
„Díra“ Při zahřátí se kinetická energie elektronů zvýší a nejrychlejší z nich opustí svou dráhu. Při porušení vazby mezi elektronem a jádrem se v elektronovém obalu atomu objeví volné místo. V tomto místě se tvoří podmíněný kladný náboj, nazývaný „díra“. Si díra + + volný elektron
Příměsová vodivost polovodičů Dávkované zavádění příměsí do čistého vodiče umožňuje cíleně měnit jeho vodivost. Pro zvýšení vodivosti se proto do čistých polovodičů zavádějí nečistoty, které jsou donorem a akceptorem Nečistoty Akceptor Donorové polovodiče typu p Polovodiče typu p Polovodiče typu n Polovodiče typu n
Dírkové polovodiče (p-typ) In + Si Termín „p-typ“ pochází ze slova „pozitivní“, které označuje kladný náboj většinových nosičů. Tento typ polovodiče se kromě příměsové báze vyznačuje děrovým charakterem vodivosti. Malé množství atomů trojmocného prvku (jako je indium) je přidáno do čtyřmocného polovodiče (jako je křemík). Každý atom nečistoty vytváří kovalentní vazbu se třemi sousedními atomy křemíku. Aby se vytvořila vazba se čtvrtým atomem křemíku, atom india nemá valenční elektron, takže popadne valenční elektron z kovalentní vazby mezi sousedními atomy křemíku a stane se záporně nabitým iontem, což má za následek vytvoření díry. Nečistoty, které se v tomto případě přidávají, se nazývají akceptorové nečistoty
Elektronické polovodiče (typ n) jako Si Termín „typ n“ pochází ze slova „negativní“, které označuje záporný náboj většinových nosičů. Tento typ polovodiče má nečistotovou povahu. Nečistota pětimocného polovodiče (například arsen) se přidává do čtyřmocného polovodiče (například křemíku). Během interakce každý atom nečistoty vstupuje do kovalentní vazby s atomy křemíku. V nasycených valenčních vazbách však pro pátý elektron atomu arsenu není místo a jde do vnějšího elektronového obalu. Tam je k odstranění elektronu z atomu potřeba méně energie. Elektron se oddělí a uvolní se. V tomto případě je přenos náboje prováděn elektronem, nikoli dírou, to znamená, že tento typ polovodiče vede elektrický proud jako kovy. Nečistoty, které se přidávají do polovodičů a způsobují, že se z nich stávají polovodiče typu n, se nazývají donorové nečistoty.
Donorové nečistoty jsou nečistoty, které darují extra valenční elektron. Polovodiče s donorovými nečistotami mají elektronickou vodivost a nazývají se polovodiče typu n. Akceptorové nečistoty jsou nečistoty, které nemají dostatek elektronů k vytvoření úplné kovalentní vazby se sousedními atomy. Polovodiče s akceptorovými nečistotami mají děrovou vodivost a nazývají se polovodiče typu p.
Vlastní vodivost polovodičů Valenční elektron sousedního atomu, který je přitahován k díře, do ní může přeskočit (rekombinovat). V tomto případě se na svém původním místě vytvoří nová „díra“, která se pak může podobně pohybovat po krystalu.
Vlastní vodivost polovodičů Je-li intenzita elektrického pole ve vzorku nulová, dochází k pohybu uvolněných elektronů a „děr“ náhodně a nevytváří elektrický proud. Pod vlivem elektrického pole začnou elektrony a díry uspořádaný (proti) pohyb a vytvoří elektrický proud. Vodivost za těchto podmínek se nazývá vlastní vodivost polovodičů. V tomto případě pohyb elektronů vytváří elektronickou vodivost a pohyb děr vytváří vodivost děr.
Dioda Polovodičová dioda je polovodičová součástka s jedním elektrickým přechodem a dvěma vývody (elektrody). Na rozdíl od jiných typů diod je princip činnosti polovodičové diody založen na jevu pn přechodu. Diodu poprvé vynalezl John Flemming v roce 1904.
Typy a aplikace diod Diody se používají při: přeměně střídavého proudu na stejnosměrný proud detekci elektrických signálů ochraně různých zařízení před přepólováním spínání spínání vysokofrekvenčních signálů stabilizaci proudu a napětí vysílání a příjmu signálů tranzistor Elektronické zařízení vyrobené z polovodičového materiálu, obvykle s tři svorky, které umožňují řídit vstupní signály proudu v elektrickém obvodu. Obvykle se používá k zesílení, generování a převodu elektrických signálů. V roce 1947 William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain vytvořili první fungující bipolární tranzistor v Bellových laboratořích.
PLÁN LEKCE
Část 2 Téma 2.5 Polovodičová zařízení
(Téma lekce)
Celé jméno (celé jméno)
Diligenskaja Julia Vladimirovna
Místo výkonu práce
BPOU VO "Cherepovets Forestry Mechanical College pojmenovaná po. V.P. Chkalov"
Pracovní pozice
Učitel
Profesionální modul PM 01. Organizace údržby a oprav elektrických a elektromechanických zařízení
MDK 01.05 Typické elektrické obvody a funkční celky elektronických a výpočetních zařízení
PRVKY ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ
Literatura
Hlavní
1. Tugov N. M., Glebov B. A., Charykov N. A. Semiconductor devices - M.: Publishing center "Academy," 2004.-240 s.
2. Miklaševskij S.P., Průmyslové prvky elektronických obvodů. M: Vyšší škola, 2006-214 s.
Informace
1.Diody, tranzistory, optoelektronická zařízení: Adresář , M.: Vydavatelské centrum "Akademie", 2005
2. Didaktický materiál z obecné elektrotechniky se základy elektroniky, Učebnice - M: Vyšší škola. 2006 – 108 s
5. Účel lekce:
Seznámit studenty s typy polovodičových součástek;
Uveďte představu o funkčním účelu každého zařízení;
Ukázat praktický význam polovodičových součástek v oboru.
6. Úkoly:
- vzdělávací
pomoci studentům studovat klasifikaci polovodičových součástek;.
-rozvíjející se
rozvíjet kognitivní zájem studentů.
-vzdělávací
kultivovat informační kulturu studentů.
7. Typ lekce – osvojení si nových poznatků
8. Formy studentské práce – individuální i skupinové.
9. Potřebné technické vybavení – multimédia učitelský počítač, videoprojektor,
Struktura a průběh lekce
Stůl 1.
MAPA TECHNOLOGICKÉ LEKCE
Fáze lekce
Název použitých EOR
(s uvedením sériového čísla z tabulky 2)
Činnost učitele
Studentské aktivity
Čas
(za minutu)
Organizační a motivační
1. Schéma zařízení počítače
Zdraví studenty. Kontroluje přípravu žáků na hodinu a plnění domácích úkolů.
Formuluje téma lekce a odhaluje cíle lekce.
Klade otázky, které mají studenty motivovat ke studiu nového tématu:
Jaké typy elektronických obvodů znáte?
Jaké druhy polovodičových součástek znáte?
Vyjmenujte vlastnosti polovodičových materiálů?
Shrnuje odpovědi studentů a přechází k hlavní části lekce.
Pozdraví učitele a do sešitu jim ukážou domácí úkoly.
Poslouchejte a pochopte cíle lekce, zapište si datum a téma lekce do sešitů
Odpovídají na položené otázky.
Analyzujte informace uvedené na snímku.
Hlavní část:
Etapa předávání nových znalostí
2. Základní součástky polovodičových součástek
3. Charakteristiky diod
4.Charakteristika tranzistorů
5. Charakteristika mikroobvodů
Přednáška. (Ukázka interaktivní prezentace)
Upozorňuje na rozdíl v účelu a vlastnostech polovodičových zařízení využívajících fragment videa.
Označuje návrh polovodičových součástek zobrazením diagramu znázorňujícího hlavní funkční součásti. polovodičová zařízení
Mluví o všech
polovodičové zařízení
1) Diody
Upozorňuje na skutečnost, že vlastnosti polovodičových materiálů jsou založeny na obecných principech činnosti zařízení
2) Tranzistory.
3) Mikroobvody.
Poslouchejte výklad nové látky a dělejte si poznámky do sešitů.
Dejte smysl novým informacím.
Prostudujte si předložený diagram a položte otázky.
Kreslit diagramy do sešitů.
Diskutujte o informacích prezentovaných na snímku, demonstrujte své znalosti z disciplíny „Fyzika“ o vlastnostech polovodičových součástek
Etapa asimilace nových poznatků
7. Aplikace polovodičových součástek v oboru
Nabízí samostatné studium konceptu a účelu:
4) Tranzistory s efektem pole ve spínacích zařízeních.
Práce s učebnicí, psaní poznámek do sešitů. Po prostudování tohoto materiálu se nejasné body vyjasní.
Upevňování nového materiálu
Skupina je rozdělena na týmy. Učitel rozdá každému týmu kartičky s klíčovými slovy, která je potřeba doplnit o pojmy související s tématem hodiny.
Kontroluje, zda je úkol správně dokončen
Každý tým pracuje na úkolu a snaží se jej nejprve splnit.
Shrnutí lekce
Hodnotí aktivity studentů. Shrnuje celkovou lekci.
Zadává domácí úkol.
Děkuji studentům za lekci.
Poslouchejte a pochopte výsledky lekce. Zapisujte si domácí úkoly do deníků. Vyjádřete svůj postoj k lekci.
Vysvětluje vlastnosti.
Polovodiče jsou látky, které mohou jak vést elektrický proud, tak bránit jeho průchodu. Jedná se o velkou skupinu látek používaných v radiotechnice (germanium, křemík, selen, ale i všechny druhy slitin a chemické sloučeniny jako je oxid mědi). Téměř všechny látky ve světě kolem nás jsou polovodiče. Nejběžnější polovodič v příroděje křemík, který podle hrubých odhadů tvoří téměř 30 % zemské kůry. Pro výrobu polovodičových součástek se používá pouze křemík a germanium. (najděte je v tabulce D.I. Mendělejeva - Příloha 2). Jakou mají valenci (v tabulce D.I. Mendělejeva najděte číslo sloupce, ve kterém se nacházejí)?
Polovodiče zaujímají svými elektrickými vlastnostmi střední místo mezi vodiči a nevodiči elektrického proudu. Zapište si do sešitu definici toho, co je to polovodič.
Zvažte následující tři zkušenosti (ukázka nebo plakáty)
První zkušenost: Zahřívání polovodiče
Vidíte, co se stane, když se teplota zvýší? Sníží se odpor s rostoucí teplotou?
Jaký závěr lze vyvodit?
Elektrická vodivost polovodičů je velmi závislá na okolní teplotě. Při velmi nízkých teplotách, blízkých absolutní nule (-273), nevedou polovodiče elektrický proud a s rostoucí teplotou klesá jejich odpor vůči proudu. Na základě toho vznikla termoelektrická zařízení.
Termistory.U polovodičů je elektrický odpor velmi závislý na teplotě. Tato vlastnost se používá k měření teploty podle síly proudu v obvodu s polovodičem. Taková zařízení se nazývají termistory nebo termistory.
Termistory jsou jedním z nejjednodušších polovodičových zařízení. Termistory se vyrábějí ve formě tyčí, trubiček, kotoučů, podložek a kuliček o velikosti od několika mikrometrů do několika centimetrů.
Teplotní rozsah většiny termistorů leží v rozmezí od 170 do 570 K. Existují však termistory pro měření jak velmi vysokých (asi 1300 K), tak velmi nízkých (asi 4 - 80 K) teplot. Termistory se používají pro dálkové měření teploty, požární hlásiče atd.
Druhá zkušenost: Osvětlení polovodiče světlem
Vidíte, co se stane, když se světlo zvýší?
Jaký závěr lze vyvodit?
Pokud posvítíte na polovodič, jeho elektrická vodivost se začne zvyšovat. S využitím této vlastnosti polovodičů byla vytvořena fotovoltaická zařízení. Polovodiče jsou také schopny přeměnit světelnou energii na elektrický proud, například solární panely.
Fotorezistory.Elektrická vodivost polovodičů se zvyšuje nejen při zahřívání, ale také při osvětlení.
Můžete si všimnout, že když je polovodič osvětlen, proud v obvodu se znatelně zvyšuje. To ukazuje na zvýšení vodivosti (snížení odporu) polovodičů při vystavení světlu. Tento efekt není spojen s ohřevem, protože jej lze pozorovat také při konstantní teplotě.
Elektrická vodivost se zvyšuje v důsledku rozbití vazeb a vzniku volných elektronů a děr vlivem energie světla dopadajícího na polovodič. Tento jev se nazývá fotoelektrický jev.
Zařízení, která využívají fotoelektrický jev v polovodičích, se nazývají fotorezistory nebo fotorezistory. Miniaturní velikost a vysoká citlivost fotorezistorů umožňuje jejich použití v celé řadě oblastí vědy a techniky pro záznam a měření slabých světelných toků. Fotorezistory se používají ke stanovení kvality povrchů, kontrole rozměrů výrobků atd.
Třetí zkušenost: Přidání dopantu do polovodiče
Podívej, co se děje?
Jaký závěr lze vyvodit?
Když se nečistoty určitých látek zavedou do polovodiče, jejich elektrická vodivost prudce vzroste.
Zapišme si to do sešituvlastnosti polovodičů
Elektrická vodivost se zvyšuje s rostoucí teplotou (termistor)
Elektrická vodivost se zvyšuje s osvětlením (fotorezistor, solární panely)
Elektrická vodivost se zvyšuje, když jsou do polovodiče zavedeny určité nečistoty. (polovodičová dioda)
Vlastnosti polovodičů závisí na jejich vnitřní struktuře.Uvažujme křemík - tetravadentní prvek (ukažme si trojrozměrný model), tj. ve vnějším obalu atomu jsou čtyři elektrony slabě vázané k jádru. Počet nejbližších sousedů každého atomu křemíku je také čtyři.
Interakce páru sousedních atomů se provádí pomocí párové elektronické vazby, která se nazývá kovalentní vazba. Na vzniku této vazby se podílí jeden valenční elektron z každého atomu. Atomy jsou umístěny tak blízko sebe, že jejich valenční elektrony tvoří jednotlivé orbity kolem sousedních atomů, čímž spojují atomy do jediné celistvé látky.
Výsledný obrázek si načrtneme do sešitu (kresba na tabuli).Studenti dokreslují stejnou kresbu do sešitu. Přidejme další sousední atomy.
Při zahřívání křemíku se zvyšuje kinetická energie částic a jednotlivé vazby se lámou. Některé elektrony se uvolní a pohybují se mezi místy mřížky a vytvářejí elektrický proud. Vodivost polovodičů, způsobená přítomností volných elektronů, se nazývá elektronická vodivost. Při porušení vazby vzniká volné místo s chybějícím elektronem – díra.
Při nízkých teplotách se vazby nelámou, takže křemík při nízkých teplotách nevede elektřinu.
Vodivost čistých polovodičů, bez příměsí (vlastní vodivost), se uskutečňuje pohybem volných elektronů (elektronická vodivost) a pohybem vázaných elektronů na prázdná místa pár-elektronických vazeb (vodivost díry). Vodivost polovodičů je extrémně závislá na nečistotách. Právě tato závislost udělala z polovodičů to, čím se v moderní technologii staly. Existují donorové a akceptorové nečistoty. V přítomnosti donorové nečistoty v polovodiči, pokud je do křemíku přidán arsen, je pozorován přebytek elektronů, polovodič je tzv.n -typ, v přítomnosti akceptorových nečistot, pokud se do křemíku přidá indium, je pozorován přebytek děr, polovodič se nazývá p-typ.
Shpak S.I. Učitel fyziky, KGB POU "KMT", Vladivostok
PLÁN LEKCE
Lekce č. 39-40
Sekce: Elektrický proud v různých prostředích.
Téma lekce: Elektrický proud v polovodičích. Polovodičová zařízení.
Cílová:
Uveďte pojem elektronově dírové vodivosti polovodičů. Vysvětlete druhy vodivosti. Zvažte strukturu a princip činnosti polovodičových součástek a jejich použití.
Rozvíjejte své polytechnické obzory.
Pěstovat zájem o předmět.
Zařízení:
přenosný počítač;
Interaktivní tabule;
TsOR pro nakladatelství "Elektrický proud v kovech" v programuMacromediaBlikat;
TsOR pro nakladatelství "Polovodiče" v programuMacromediaBlikat;
Pracovní list: periodická tabulka;
Ministojan „Polovodičová zařízení“.
Literatura:
Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., „Fyzika 10“ Moskva, „Osvícení“, 2010.
Shakhmaev M.N., Shakhmaev S.M. "Fyzika 10" Moskva, "Osvícení", 2007
Doplňkový materiál "Polovodičová zařízení: struktura, princip činnosti, použití."
Během lekcí:
já Organizační část
II Opakování
Otázky ke zopakování tématu „Elektrický proud v kovech“:
Jaké jsou hlavní nosiče náboje v kovech? Jaká je vodivost kovů?
Řekněte a demonstrujte na ID experimentech potvrzujících existenci volných elektronů v kovech (COR pro ID „Elektrický proud v kovech“).
Vyřešte problém výpočtu závislosti odporu kovu na teplotě (na místě):
Hliníkový drát na 0 0 C má odpor 4,25 ohmů. Jaký je jeho odpor při 20 0 C? (Odpověď: 12,29 Ohm)
III . Nový materiál:
1. Polovodiče.
Práce v notebooku:
Definice: Polovodiče jsou látky, jejichž odpor závisí na:
Z teploty,
Z přítomnosti nečistot,
Ze změn osvětlení.
2. Mechanismus vodivosti polovodičů
Snímek "Polovodiče":
V normálním stavu jsou elektronové vazby v polovodičích silné, a proto neexistují žádné volné nosiče náboje. S rostoucí teplotou se elektronové vazby přeruší a elektrony se uvolní, proto se odpor snižuje a polovodič vede proud. Stejně tak při změně světla.
3. Polovodičové látky.
Posuvník "Polovodičové prvky"
Studentský úkol : Zapište si všechny polovodičové látky do sešitu pomocí periodické tabulky. Zkontrolujeme ID.
4. Vodivost polovodičů:
Práce v notebooku:
Hlavní nosiče náboje v polovodičích jsou:elektrony A díry . Elektrony jsou záporné, díry kladné.
Definice: Díra je místo, odkud elektron odešel.
Proto vodivost polovodičůelektronický A otvor .
Definice: Donorová nečistota je přebytek elektronů, snadno daruje elektrony. Hlavními nosiči náboje jsou elektrony. (n- typ).
Definice: Akceptorová nečistota – nedostatek elektronů, snadno přijímá elektrony. Hlavní nosiče náboje jsou otvory (p – typ)
Materiál konsolidujeme vytvořením diagramu: Posuvník "Typy vodivosti"
5. Elektrický proud přes kontakt p – n typ.
Skluzavka p- n přechod: Ukázka, výklad učitele
n – pkontakt – přímý přechod,
p – nkontakt – obrácený přechod.
6. Polovodičová zařízení:
Práce s učebnicí:
Cvičení: studovat strukturu a princip činnosti polovodičových součástek. Napište popis zařízení podle plánu.
(Plán popisu zařízení: název; zařízení; princip činnosti; aplikace).
Popište konstrukci a princip činnosti zařízení. Předveďte činnost zařízení na ID.
Polovodičová dioda.
Posuvník „Polovodičová dioda“
přístroj :
V germaniovém krystalu (n- typ) zavést nečistotu akceptoru india (p – typ)
Princip fungování :
V důsledku difúze atomů india hluboko do monokrystalu germania se poblíž povrchu germania objevuje oblast s vodivostí typu p. Zbytek vzorku germania, do kterého atomy india nepronikly, má stále vodivostn- tak nějak. Mezi dvěma oblastmi s vodivostí různých typů vzniká p -n přechod.
Aplikace:
Pro usměrnění elektrického proudu v rádiových obvodech a počítačích.
výhody:
Malé rozměry, úspora energie, spolehlivost, životnost.
nedostatky:
Citlivost na změny teploty.
Termistor.
Posuvník "Termistor"
U polovodičů závisí odpor na teplotě, proto se k měření teploty proudem používají termistory.
výhody:
Malé velikosti, jakýkoli tvar, změna teploty od 170K do 570K.
Aplikace:
Dálkové měření teploty, Požární alarm.
Fotorezistor.
Posuvník „Fotorezistor“
Odpor polovodičů nezávisí pouze na teplotě. Ale také od osvětlení. S rostoucím osvětlením se zvyšuje proud se snižujícím se odporem. Používá se k registraci slabých světelných toků.
výhody:
Miniaturní, vysoká citlivost.
Aplikace:
Stanovení kvality povrchové úpravy a kontrola rozměrů výrobků.
7. Domácí úkol:
Shrňte materiál pomocí tabulky
Polovodičová zařízení:
Polovodičové zařízení
Princip fungování
aplikace
Téma lekce: "Polovodičová zařízení. Diody"
Účel a cíle lekce:
Vzdělávací:
vytvoření výchozí koncepce účelu, působení a hlavních vlastností polovodičových diod.
Vzdělávací:
formovat kulturu duševní práce, rozvoj osobních vlastností – vytrvalost, rozhodnost, tvůrčí činnost, samostatnost.
Vzdělávací:
naučit se využívat vlastnosti jednosměrné vodivosti.
Materiální a technické vybavení lekce:
pracovní sešity, učitelský počítač, interaktivní tabule, prezentace na dané téma
Průběh lekce:
1. Organizační bod:
(Úkol: vytvoření příznivé psychologické nálady a aktivace pozornosti).
2. Příprava na opakování a zobecnění probrané látky
Co je elektrický proud?
Síla proudu, jednotky měření.
p – npřechod.
Polovodiče.
Uveďte téma a účel lekce.
Polovodiče. Diody.
Vysvětlení perspektivy.
Pro studium moderní elektroniky musíte především znát konstrukční principy a fyzikální základy činnosti polovodičových součástek, jejich charakteristiky a parametry a také nejdůležitější vlastnosti, které určují možnost jejich použití v elektronických zařízeních.
Použití polovodičových součástek poskytuje enormní úspory ve spotřebě elektrické energie ze zdrojů energie a umožňuje mnohonásobně snížit rozměry a hmotnost zařízení. Minimální výkon pro napájení elektronky je 0,1 W a u tranzistoru to může být 1 μW, tzn. 100 000krát méně.
3. Hlavní scéna.
Nový materiál
Všechny látky vyskytující se v přírodě jsou rozděleny do tří skupin podle jejich elektrických vodivých vlastností:
dirigenti,
izolátory (dielektrika),
polovodiče
Polovodiče obsahují mnohem více látek než vodiče a izolanty. Při výrobě rádiových zařízení se nejvíce používají 4-valenční germanium Ge a křemík Si.
Elektrický proud polovodičů je určen pohybem volných elektronů a tzv. „děr“.
Volné elektrony opouštějící své atomy vytvářejí n-vodivost (n je první písmeno latinského slova negativus - negativní). Otvory vytvářejí p - vodivost v polovodiči (p je první písmeno latinského slova positivus - pozitivní).
V čistém vodiči je počet volných elektronů a děr stejný.
Přidáním nečistot je možné získat polovodič s převážně elektronovou nebo dírkovou vodivostí.
Nejdůležitější vlastností p- a n- polovodičů je jednosměrná vodivost na přechodu. Tento přechod se nazývá p-n přechod.
Přidejte 5-valenční arsen (antimon) do 4-valenčního krystalu germania (křemíku) a dostaneme n - vodič.
Přidáním 3-valentního india dostaneme p - vodič.
Když je „plus“ zdroje připojeno k p-oblasti, říká se, že přechod je zapnutý v dopředném směru, a když je mínus aktuálního zdroje připojen k p-oblasti, říká se, že přechod je zapnutý. zapnout v opačném směru.
Jednosměrná vodivost přechodu p a n je základem pro činnost polovodičových diod, tranzistorů atd.
Po pochopení polovodiče nyní začněme studovat diodu.
Předpona „di“ znamená dvě, označující dvě sousední zóny s různou vodivostí.
Ventil (vsuvka) pneumatiky jízdního kola. Vzduch jím může procházet pouze jedním směrem - do komory. Nechybí ale ani elektrický ventil. Jedná se o diodu - polovodičový díl se dvěma drátovými vývody na obou koncích.
Podle návrhu mohou být polovodičové diody rovinné nebo bodové.
Planární diody mají velkou plochu přechodu elektron-díra a používají se v obvodech, ve kterých protékají velké proudy.
Bodové diody se vyznačují malou plochou přechodu elektron-díra a používají se v obvodech s nízkými proudy.
Symbolické grafické označení diody. Trojúhelník odpovídá p-oblasti a nazývá se anoda a úsečka přímky, zvaná katoda, představuje n-oblast.
V závislosti na účelu diody může mít její UGO další symboly.
Hlavní parametry, kterými se diody vyznačují.
Dopředný proud diody.
Zpětný proud diody.
Fixace materiálu.
Změna polarity připojení napájecího zdroje v obvodu obsahujícím polovodičovou diodu.
Zapojíme do série baterii 3336L a žárovku MH3,5 - 0,28 (pro napětí 3,5V a proud doutnavky 0,28A) a tento obvod připojíme na slitinovou diodu z řady D7 nebo D226 tak, aby kladný byl přiváděné na anodu diody přímo nebo přes žárovku a na katodu – záporné napětí baterie (obr. 3, obr. 4). Žárovka by měla plně svítit. Poté změníme polaritu zapojení obvodu „baterie - žárovka“ na opačnou (obr. 3, obr. 4). Pokud dioda funguje, kontrolka nesvítí. V tomto experimentu plní žárovka dvojí funkci: slouží jako indikátor proudu v obvodu a omezuje proud v tomto obvodu na 0,28A, čímž chrání diodu před přetížením. Do série s baterií a žárovkou lze připojit další miliampérmetr pro proud 300...500 mA, který by zaznamenával propustný a zpětný proud diodou.
4. Kontrolní bod:
Nakreslete schéma elektrického obvodu sestávajícího ze zdroje stejnosměrného proudu, mikromotoru, 2 diod tak, abyste pomocí spínačů mohli měnit směr otáčení rotoru mikromotoru.
Určete póly baterie svítilny pomocí polovodičové diody.
Prostudujte si vodivost diod sami na demonstračním stojanu. Studium jednosměrné vodivosti diody.
5. Závěrečný bod:
hodnocení úspěšnosti při dosahování cílů lekce (jak pracovali, co se naučili nebo naučili)
6. Reflexní moment:
určení efektivity a užitečnosti lekce prostřednictvím sebehodnocení studentů.
7. Informační místo:
určení vyhlídek na další lekci .
8. Domácí úkol
Chcete-li konsolidovat probraný materiál, zamyslete se nad následujícími problémy a poskytněte jejich řešení:
Jak chránit rádiové zařízení před přepólováním pomocí polovodičové diody?
Je zde elektrický obvod, který obsahuje čtyři sériově zapojené prvky - dvě žárovky a a b a dva spínače A a B. V tomto případě každý spínač svítí pouze jednu, pouze „svou“ žárovku. Abyste rozsvítili obě žárovky, musíte sepnout oba spínače současně.