Файл: Электрический ток в полупроводниках. Полупроводниковые приборы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2024
Просмотров: 5
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ОГАПОУ «Белгородский индустриальный колледж»
План занятия № 35
Учебные группы: 11 ТТО, 12 ТТО, 12 ТЭО, 13 ЭО, 11 СДУ, 12 СДУ, 12 АСУ, 12 ПКС
Тема занятия: Электрический ток в полупроводниках. Полупроводниковые приборы.
Вид занятия - смешанный.
Тип занятия комбинированный.
Учебные цели занятия: сформировать у учащихся представление об электрическом токе полупроводниках. Полупроводниковые приборы.
Задачи занятия:
Образовательная:
Расширить знания учащихся о полупроводниках, дать понятие р-n-перехода и его использование в полупроводниковом диоде, сформировать знания о применении полупроводников, расширить, углубить знания учащихся о полупроводниках.
Развивающая:
Развивать у учащихся умение применять полученные знания о полупроводниках к практическому применению их в технике, развивать интерес к знаниям, способность анализировать, обобщать, выделять главное.
воспитательная:
Воспитательная:
-
воспитывать у учащихся средствами урока уверенность в своих силах, уважительное отношение к своим товарищам, аккуратность, инициативность; -
чувство прекрасного, культуру речи и общения, аккуратность.
Планируемые образовательные результаты: способствовать усилению практической направленности в обучении физики, формировании умений применять полученные знания в различных ситуациях.
Личностные: способствовать эмоциональному восприятию физических объектов, умению слушать, ясно и точно излагать свои мысли, развивать инициативу и активность при решении физических задач, формировать умение работать в группах.
Метапредметные: химия - ковалентная связь, использование периодической системы Менделеева, астрономия - солнечные батареи, производственное обучение - электротовары, электротехника, история родного края.
Предметные: овладеть физическим языком, умением распознавать соединения параллельные и последовательные, умение ориентироваться в электрической схеме, собирать схемы. Умение обобщать и делать выводы.
Ход занятия:
Организация начала урока (отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к уроку, ответы на вопросы студентов по домашнему заданию) – 2-5 мин.
Проверка усвоенных знаний прошлого занятия в виде теста:
Изучение новой темы:
Преподаватель сообщает учащимся тему урока, формулирует цели урока и знакомит учащихся с планом урока. Учащиеся записывают тему урока в тетради. Преподаватель создает условия для мотивации учебной деятельности.
Объяснение нового материала.
1.Из истории полупроводников.
Мы продолжаем изучать тему «Электрический ток в полупроводниках». Давайте ещё раз вспомним, что же такое полупроводники? Электротехника разделяет все вещества на 3 группы: проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники, в основном металлы, обладают очень малым удельным сопротивлением, поэтому металлы применяются для передачи тока.
У диэлектриков, наоборот, сопротивление огромно, они практически ток совсем не проводят. Их применяют там, где нужно преградить дорогу электрическому току и обезопасить от него людей.
Полупроводники занимают промежуточное положение, сопротивление у них более или менее большое, то есть они проводят электрический ток, но плохо.вот это промежуточное положение – ни проводники, ни диэлектрики – и послужило причиной того, что полупроводники долгое время были изгнаны из электротехники. В начале ХХ века становились на ноги такие изобретения как электродвигатель, трансформатор, линия передач и поэтому электротехника занялась решением двух проблем: пропускание тока и защита от высоких напряжений. А полупроводниками – полу изоляторами интересовались мало.
Всю историю полупроводников можно разбить на 2 этапа: до 1948 года и после. Первый этап характеризуется тем, что полупроводники в промышленности почти не применялись. Единственным исключением был силен, особыми свойствами которого заинтересовались ещё в 70-х годах ХIХ века. Но такое положение не могло продолжаться долго – техника развивается и ищет новые материалы. И полупроводники постепенно начали проникать в различные отрасли электротехники, но это были случайные, не связанные между собой применения, так как полупроводники применяли, либо совсем не подозревая, что это полупроводники, либо не придавая этому факту никакого значения.
У нас в России в Петербурге в 1931 году академик Иоффе организует научный центр изучения полупроводников. Появились первые теоретические и экспериментальные работы физиков: Френкеля, Иоффе и других. Уже тогда Иоффе предсказывал, что с помощью полупроводниковых элементов можно будет превращать свет и тепло в электроэнергию для нужд промышленности и быта.
1948 год в истории полупроводников имеет большое значение. В конце этого года американские физики Бардин и Браттейн изобрели полупроводниковый триод, заменяющий радиолампу.
Это событие произвело переворот в полупроводниковой технике. Это изобретение открыло глаза на несправедливо забытых пасынков электротехники полупроводников – и помогло увидеть, какие необъятные перспективы открывают они для развития техники.
После 1948 года полупроводниками стали заниматься целые армии исследователей и инженеров, полупроводники вошли в промышленность, в народное хозяйство.
2.Использование полупроводников в устройстве:
- термисторов,
- фоторезисторов.
- сообщение учащегося.
Какие же технические задачи разрешает промышленность с помощью полупроводников?
1) Превращают переменный ток в постоянный.
2) Усиливают высокочастотные колебания.
3) Регулируют силу тока и напряжения.
4) Разрешают разнообразные задачи автоматики и телеуправления.
5) Измеряют температуру и освещённость помещений.
6) Сигнализируют на десятки километров о присутствии светящихся или нагретых тел.
7) Превращают тепловую энергию в электрическую.
8) Создают с помощью электрического тока тепло и холод.
9) Превращают энергию солнечных лучей в электрическую (солнечные батареи).
10) Усиливают в миллионы раз самые слабые пучки электронов.
Самыми простейшими полупроводниковыми приборами являются термисторы и фоторезисторы. Эти полупроводниковые приборы по конструкции предельно просты. Они представляют собой всего-навсего небольшие кристаллики полупроводника с контактами. Однако, благодаря, замечательным физическим свойствам полупроводников, даже эти простейшие приборы способны решать множество трудных, важных и интересных задач в самых разных областях науки и техники.
1) ТЕРМИСТОРЫ (терморезисторы, термосопротивления).
Мы знаем, что в полупроводниках сопротивление очень сильно зависит от температуры. Термисторы – это приборы, которые используют зависимость сопротивления полупроводников от температуры.
Выпускают термисторы в виде стержней, трубок, дисков, шайб и бусинок размером от нескольких микрометров до нескольких сантиметров.
Где же используются термисторы?
Выступление учащегося.
Термисторы используются:
- в качестве термометров для измерения и регулирования температуры в диапазоне от 1 К до температуры расплавленной стали 1800 К.
- для стабилизации различных элементов электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры.
- для контроля тепловых режимов машин, механизмов.
- для контроля температуры тяжёлобольных в реанимационных палатах
- для дистанционного наблюдения за состоянием здоровья редких и ценных животных.
- для изучения спектра Солнца и звёзд.
- для измерения температуры, противопожарной сигнализации, что позволяет определять температуру любого числа помещений или предметов из одного наблюдательного пункта.
На больших теплоходах несколько тысяч термисторов размещают по всему кораблю и контролируют температуру везде, где это представляет интерес. Термисторы могут не только контролировать, но и поддерживать желаемую температуру в данном помещении.
Преподаватель:
Вы будущие работники пищевой промышленности, где также используются эти устройства для измерения и поддерживания температуры в плитах, жарочных шкафах и других устройствах.
2)ФОТОРЕЗИСТОРЫ.
Фоторезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого меняется под действием света. Основу любого фоторезистора составляет полупроводниковая пластинка или плёнка. В этих приборах используется явление фотоэффекта (явление вырывания электронов из вещества под действием света), которое мы будем с вами изучать на 2 курсе и ещё встретимся с этими приборами и рассмотрим их более глубоко и научно. Миниатюрность и высокая чувствительность фоторезисторов позволяет использовать их в самых различных областях науки и техники.
Что же умеют фоторезисторы?
Выступление обучающегося.
Один впечатляющий пример.
В июне 1982 года, когда английские десантники захватили порт Стенли – административный центр Фолклендских островов, в Южном полушарии, была зима. Как писала газета «Известия» немалую роль в развитии событий сыграло то обстоятельство, что любая попытка аргентинских солдат обогреться и развести костёр, немедленно приводила к накрытию костра, а с ним, как правило, миномётной или артиллерийской позиции, английской ракетой с головкой самонаведения. Фоторезистор, по сигналам которого наводилась ракета, реагировал на инфракрасное излучение костра.
Фоторезисторы установленные на спутниках, следят за запуском чужих ракет. Каждый такой запуск сопровождается характерной и очень мощной вспышкой. Анализ характера вспышки позволяет судить о том, какого типа ракета запущена.
Способность фоторезисторов реагировать на тепловое излучение используют и в мирных целях – для измерения температуры расплавленной стали и чугуна в металлургической промышленности и раскалённой массы материала в керамической, цементной и многих других отраслях промышленности.
Фотосопротивления также находят широкое применение:
- для целей сигнализации и автоматики.
- для управления на расстоянии производственными процессами.
- для сортировки изделий по их размерам.
- для автоматического регулирования освещённости и др.
3.Контакт двух полупроводников (р-n-переход).
Но огромное практическое применение получил контакт двух полупроводников или р-n-переход, который обладает односторонней проводимостью, то есть пропускает ток только в одном направлении.
Что же собой представляет р-n-переход?
Вывод: В связи с тем, что р-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении, его используют для выпрямления переменного тока.
4.Использование р-n-перехода в полупроводниковом диоде, его устройство, принцип действия, применение.
Известно, что все электростанции производят переменный ток. Однако имеется множество потребителей, которые не могут обойтись без постоянного тока. Это:
- городской транспорт: троллейбусы, трамваи, метро;
- электролиз;
- зарядка аккумуляторов;
- гальванические покрытия деталей (золочение, серебрение, никелирование, хромирование и т.д.);
