Германію. Тоді на місці захопленого електрона в атомі Германію утворюється дірка. В свою чергу ця дірка може бути заповнена електроном із наступного сусіднього атома Германію. В електричному полі дірка почне рухатися в напрямку вектора напруженості, аналогічно до переміщення позитивно зарядженої часточки.

Атоми, що утворюють у ковалентних зв’язках вакансії, називають акцепторами. Напівпровідники такого типу називають дірковими або напівпровідниками р-типу.

3. Закріплення вивченого матеріалу.

Задача. Концентрація електронів провідності в германію при кімнатній температурі п = 3-10¹⁹лГ³. Яку частину становить кількість електронів провідності від загальної кількості атомів? Густина германію р - 5400кг/м³, молярна маса германію М - 0,073 кг/м³.

4. Завдання додому.

Задача. Є два резистори: звичайний радіотехнічний і напівпровідниковий (термістор). їх форма і розміри і значення опорів при температурі 20°С одинакові. Як визначити резистор, виготовлений із напівпровідникової речовини?

§§77,78 [3].

36

Етапи	Тривалість	Методи, що застосовуються
Лабораторна робота	20хв	Пояснення вчителя ходу роботи. Виконання учнями дослідів.
Пояснення нового матеріалу	20хв	Коментарі вчителя.
Завдання до дому	5хв	Коментарі вчителя

Хід уроку

І Лабораторна робота.

Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом.

Мета: дослідити, як проводить електричний струм напівпровідниковий діод.

Обладнання: напівпровідниковий діод, джерело постійного струму напругою до 4,5 В; лампочка розжарення напругою 2,5—3,5 В на підставці; вимикач, з’єднувальні проводи.

Рис. 1

37

Вказівки до роботи.

«КІМ

1. Розгляньте напівпровідниковий ДІОД ( |Ч^

(рис. 2). Ознайомтеся з написами та умовними V

позначеннями на його корпусі, звернувши й^уйЖЖнэтеш«¹¹*^{ДЮД Та} особливу увагу на напрям стрілки.

2. Складіть електричне коло за схемою, зображеною на рисунку 3. Зверніть увагу на світіння лампочки під час замикання кола. Не розмикаючи коло, закоротіть діод провідником, як показано на схемі пунктиром. Що ви спостерігаєте?

3. Вимкніть вимикач і перемкніть діод, повернувши його на 180°. Замкніть коло. Що ви спостерігаєте?

Замкніть діод провідником. Що змінилося порівняно із попереднім випадком?

Зробіть висновок про те, як напівпровідниковий діод проводить постійний струм, як пов’язані між собою полярність вмикання джерела струму, напрям стрілочки на діоді та світіння лампочки.

2. Пояснення нового матеріалу.

На попередніх уроках ми говорили про те, що напівпровідники широко використовуються в техніці. На сьогоднішньому уроці ми розглянемо які з відомих нам напівпровідникових приладів у якій галузі техніки використовують.

Напівпровідниковий діод - це є напівпровідник, одна частина якого містить донорні домішки (і тому є напівпровідником «-типу), а друга - акцепторні домішки (і тому є напівпровідником р-типу). Від двохелектродної лампи його відрізняє те, що у ньому вільні носії заряду утворюються при

додаванні домішки, донорної чи акцепторної, і потреба у джерелі напруги для

38

розжарювання катоду відпадає. У складних схемах зекономлена внаслідок цього енергія буває досить значною. До того ж, вони компактніші за лампові. Зазначені переваги напівпровідникових приладів дозволяють використовувати їх на штучних супутниках Землі, космічних кораблях та ЕОМ. Найчастіше напівпровідникові діоди виробляють з Германію, Селену.

Принцип роботи напівпровідникового діоду : в поверхню напівпровідника п-типу вплавляють акцепторну домішку(наприклад, Індій). Створюється р-п-перехід там, де атоми Індію змішалися з атомами Германію. Там, де цільний Германій, у напівпровіднику катод, а там, де цільний Індій - анод.

На аноді багато дірок, бо там переважає діркова провідність, а на катоді - електронів, бо там переважає електронна провідність. При пІд’єднаннІ катода до мінуса, а анода - до плюса джерела напруги електрони будуть переходити від мінуса до плюса, а дірки - навпаки. І струм при такому під’єднанні буде відносно великим, бо заряд будуть передавати основні носії заряду, ті, яких більше на електроді(частині напівпровідника). При інакшому під’єднанні (напрямі струму) заряд будуть переносити неосновні носії, яких менше, тому струм буде порівняно малий. Такий діод також випрямляє струм.

Щоб запобігти шкідливим впливам повітря, світла і т.д., напівпровідниковий діод вміщують у герметичний корпус.

Термістори є в значній мірі нелінійними приладами і найчастіше мають параметри з великим розмахом. Саме тому багато хто, навіть досвідчених інженерів і розроблювачів схем мають певні незручності при роботі з цими приладами. Однак, познайомившись ближче з цими пристроями, можна бачити, що термістори насправді є цілком простими. Власне кажучи термістори являють собою напівпровідникову кераміку.

Термістори знаходять застосування в багатьох областях. Практично жодна

складна друкована плата не обходиться без термісторів. Вони

використовуються в температурних датчиках, термометрах, практично в будь-

39

якій, зв'язаній з температурними режимами, електроніці.

Фоторезистор — елемент електричного кола, який змінює свій опір при освітленні. Принцип дії фоторезистора заснований на явищі фотопровідності — зменшенні опору напівпровідника при збудженні носіїв заряду світлом. Найпопулярнішим напівпровідником, на основі якого виготовляються фоторезистори є СсШ. Фоторезистори застосовуються у фотоелементах, які автоматично включають вуличне освітлення в сутінках, у турнікетах метро тощо.

Світлодіод — напівпровідниковий пристрій, що випромінює світло при пропусканні через нього електричного струму (ефект, відомий як електролюмінесценція). Випромінюване світло традиційних світлодіодів лежить у вузькій ділянці спектру, а його колір залежать від хімічного складу використаного у світлодіоді напівпровідника. Сучасні світлодіоди можуть випромінювати на довжині хвилі від інфрачервоної до близького ультрафіолету, та навіть існують методи поширення смуги випромінювання І створення білих світлодіодів. На відміну від ламп розжарювання, які випромінюють світловий потік широкого спектру рівномірно на всіх напрямках класичні світлодіоди випромінюють світло певної довжини хвилі і в певному напрямі. Світлодіод був розвинений до лазерних діодів, які працюють на тому ж принципі, але дозволяють направлене випромінювання когерентного світла.

Застосування: Ефективність світлодіодів найкраще проявляється там, де

потрібно генерувати кольорові світлові потоки (сигнали). Світло від лампи

розжарювання доводиться пропускати через спеціальні оптичні фільтри, що

виділяють певну частину спектру (червону, синію, зелену). Усі 100%

випромінювання світлодіода є забарвленим світлом, лампа ж розжарювання

втрачає близько 90% енергії світлового потоку при проходженні крізь

світлофільтр. Більш того, від 80-90% споживаної потужності лампи

розжарювання витрачається на нагрів лампи для досягнення потрібної колірної

40