Вход в Личный кабинет

Подписка

  • Цветной журнал с электронными приложениями;
  • Бумажные и электронные версии;
  • Скидки постоянным подписчикам.

Вы можете ознакомиться с номером журнала.

Оформить подписку

Тема урока: "Полупроводниковые приборы. Диоды"

Разделы: Преподавание физики


Цель и задачи занятия:

  • Образовательные:

формирование первоначального понятия о назначении, действии и основном свойстве полупроводниковых диодов.

  • Воспитательные:

сформировать культуру умственного труда, развитие качеств личности - настойчивость, целеустремленность, творческую активность, самостоятельность.

  • Развивающие:

обучение применению свойства односторонней проводимости.

Оборудование и наглядные пособия.

Источник питания, полупроводниковые диоды, электролампочки, провода соединительные, демонстрационный стенд, электроизмерительный прибор – тестер, информационные плакаты.

Ход занятия:

1. Организационный момент:

    (Задача: создание благоприятного психологического настроя и активация внимания).

2. Подготовка к повторению и обобщению пройденного материала

  • Условно-графические обозначения радиоэлементов.
  • Что такое электрический ток.
  • Сила тока, единицы измерения.

Группа воспитанников разбивается на команды и проводится конкурс - кто больше нарисует условно-графических обозначений радиоэлементов и объяснит их назначение.

Сообщение темы и цели занятия.

Полупроводники. Диоды.

Объяснение перспективы.

Чтобы изучить современную радиоэлектронику, надо, прежде всего, знать принципы устройства и физические основы работы этих приборов, их характеристики и параметры, а также важнейшие свойства, определяющие возможность их применения в радиоэлектронной аппаратуре.

Использование полупроводниковых приборов дает огромную экономию в расходовании электрической энергии источников питания и позволяет во много раз уменьшить размеры и массу аппаратуры. Минимальная мощность для питания электронной лампы составляет 0,1 Вт, а для транзистора она может быть 1мкВт, т.е. в 100000 раз меньше.

Рассмотрим по порядку, что из себя представляют полупроводники, какими свойствами обладают, и какие полупроводниковые приборы на их основе созданы, какие занимательные опыты можно провести с ними.

3. Основной этап.

Новый материал

  • Все вещества, встречающиеся в природе, по своим электропроводным свойствам делятся на три группы:
  • Проводники,
  • изоляторы (диэлектрики),
  • полупроводники
  • К полупроводникам относится гораздо больше веществ, чем к проводникам и изоляторам. В изготовлении радиоприборов наибольшее распространение получили 4-х валентные германий Ge и кремний Si.
  • Электрический ток полупроводников обуславливается движением свободных электронов и так называемых "дырок".
  • Свободные электроны, покинувшие свои атомы, создают n- проводимость (n - первая буква латинского слова negativus - отрицательный). Дырки создают в полупроводнике р - проводимость (р - первая буква латинского слова positivus- положительный).
  • В чистом проводнике число свободных электронов и дырок одинаково.
  • Добавляя примеси, можно получить полупроводник с преобладанием электронной или дырочной проводимостью.
  • Важнейшее свойство р- и n- полупроводников - односторонняяя проводимость в месте спайки. Эта спайка называется p-n переходом.
  • В 4-х валентный кристалл германия (кремния) добавить 5-ти валентный мышьяк (сурьму) то получим n - проводник.

При добавлении 3-х валентного индия , получим р - проводник.

  • рис. 1

  • Когда "плюс" источника соединен с р- областью, говорят что переход включен в прямом направлении, а когда минус источника тока соединен с р- областью, переход включен в обратном направлении.
  • Одностороння проводимость р и n перехода является основой действия полупроводниковых диодов, транзисторов и др.
  • Имея представление о полупроводнике, теперь приступим к изучению диода.
  • Приставка "ди" - означает два, указывающая на две примыкающие зоны разной проводимости.

Вентиль велосипедной шины (нипель). Воздух через него может проходить лишь в одном направлении - внутрь камеры. Но существует и электрический вентиль. Это диод - полупроводниковая деталь с двумя проволочными выводами с обоих концов.

    рис. 2

По конструкции полупроводниковые диоды могут быть плоскостными или точечными.

  • Плоскостные диоды имеют большую площадь электронно- дырочного перехода и применяются в цепях, в которых протекают большие токи.
  • Точечные диоды отличаются малой площадью электронно-дырочного перехода и применяются в цепях с малыми токами.

рис. 3

  • Условно-графическое обозначение диода. Треугольник соответствует р- области и называется анодом, а прямолинейный отрезок, называется катодом, представляет n- область.
  • В зависимости от назначения диода его УГО может иметь дополнительные символы.

Основные параметры, по которым характеризуются диоды.

  • Прямой ток диода.
  • Обратный ток диода.

Закрепление материала.

А сейчас приступим к проведению опытов с диодами.

    рис. 4

рис. 5

Изменение полярности подключения источника питания в цепи, содержащей полупроводниковый диод.

Соединяем последовательно батарею 3336Л и лампочку накаливания МН3,5 – 0.28 (на напряжение 3.5В и ток накала 0.28А) и подключаем эту цепь к сплавному диоду из серии Д7 или Д226 так, чтобы на анод диода непосредственно или через лампочку подавалось положительное, а на катод – отрицательное напряжение батареи (рис 3, рис.4). Лампочка должна гореть полным накалом. Затем изменяем полярность подключения цепи “батарея – лампочка” на обратную (рис. 3, рис.4). Если диод исправный – лампочка не го