Полупроводниковые приборы - основа современной электроники | Трофимов Егор Иванович. Работа №298025

Урок физики 11 класс

Тема урока:

«Полупроводники – основа современной электроники»

Цель урока

Сформировать у учащихся понятие о природе электрического тока в полупроводниках, о способах измерения их свойств под действием температуры, освещённости

,

примесей.

Способствовать расширению политехнического кругозора, мотивировать к изучению предмета, совершенствовать способность к восприятию и анализу технической, научной информации.

Развитие

коммуникативных компе

тенций учащихся, их умения работать в коллективе.

Материалы и оборудование:

Компьютер, проектор, электронные материалы по теме: «Полупроводники»; карточки – задания для самостоятельной работы в малых группах; набор полупроводниковых приборов НПП – 2; демонстрационный гальванометр; источник постоянного тока (4В); демонстрационный выключатель; электрическая лампа 60-100Вт на подставке; электрический паяльник; соединительные провода.

План проведения урока:

Повторение изученного и актуализация темы урока.

Объяснение материала темы.

Самостоятельная работа учащихся в группах.

Подведение итогов, задание на дом.

Повторение изуче

нного и актуализация темы урока (6мин).

Надо вспомнить:

Что такое электрический ток?

Что принимают за направление тока?

Движением

каких частиц образован электрический ток в металлических проводниках?

Почему в диэлектриках не может возникать электрический ток?

Как вы думаете: существует ли в природе вещества, которые по способности проводить электрический ток занимают промежуточное положение?

- Да это полупроводники. Ещё чуть более полувека назад они не имели заметного практического значения. В электротехнике и радиотехнике обходились исключительно проводниками и диэлектриками. Но положение резко изменилось, когда теоретически, а затем и практически была открыта возможность управлять электрической проводимостью полупроводников.

В чём же главное отличие полупроводников от проводников и какие особенности их строения позволили широко использовать полупроводниковые приборы практически во всех электронных устройствах, позволив значительно повысить их надёжность, многократно сократить габариты, да и создать новые, о которых приходилось только мечтать: создать сотовые телефоны, миниатюрные компьютеры и т.д.?

Объяснение материалов темы

(15мин)

Определение полупроводников

-большой класс веществ, удельное сопротивление которых больше, чем у проводников, но меньше, чем у диэлектриков и с увеличением температуры очень резко уменьшается.

К ним относятся элементы таблицы Менделеева: германий, кремний, селен, теллур, индий, мышьяк , фосфор, бор, и т.д. некоторые соединения: сернистый свиней, сернистый кадмий, закись меди и т.д.

Строение полупроводников

.

Атомная структура кристаллической решётки кремния (проекция на экране);

Нарушение парноэлектронных связей под воздействием внешних факторов: повышение температуры, освещённости.

Демонстрации зависимости электропроводности полупроводников:

Rт 10к ФС – К1

Электронная проводимость чистого полупроводника (проекция)

Дырочная проводимость (проекция)

Есть необходимость подчеркнуть, что дырки не являются реальными частицами. В обоих видах проводимости полупроводников движутся только валентные электроны. Проводимость отличается друг от друга лишь механизмом движения электронов. Электронная проводимость обусловлена направлением движения свободных электронов, а дырочная вызвана движением связанных электронов, переходящих от атома к атому, поочерёдно замещая друг друга в связках, что эквивалентно движению дырок в противоположном направлении.

Таким образом, в полупроводниках два типа носителей – электроны и дырки, концентрации которых в чистых полупроводниках одинаковы – собственная проводимость, она невелика.

Примесная проводимость

(

проекция)

Существенно зависит проводимость полупроводников от наличия в их кристаллах примесей:

д

онорные примеси – пятивалентные элементы, легко отдающие электроны (

As

, P) обеспечивают количественное преимущество электронов над дырками, создающие проводимость n – типа;

акцепторные примеси – трёхвалентные элементы (

In

, B), принимающие свободные электроны, образуя дырки. Создаётся проводимость p – типа.

Демонстрация примесей и проводимости n – типа и p – типа:

n – тип p – тип

Особый интерес представляет протекание тока не отдельно в полупроводниках n – типа или p – типа, а через контакт двух полупроводников с разными типами проводимости.

Самостоятельная работа учащихся в группах (20мин)

Предлагается на добровольной основе сформировать группы из 4 учеников (это надо сделать до начала урока, чтобы избежать хаотичных перемещений по кабинету и потере времени).

Каждой группе выдаётся задание, которое надлежит выполнить. Оно содержит вопросы, качественные задачи разного уровня, рассчитанные как на письменные, так и устные ответы.

Подведение итогов

Заслушиваем ответы представителей групп на основные вопросы данной темы, исправляем возможные ошибки. Собираем письменные отчёты. Оценки за работу выставляем после изучения второй части темы и выполнения заданий на повторение с учётом КТУ каждого учащегося в группе.

Задание на дом: § 113; §114 учебника.