Topik pelajaran: "Perangkat semikonduktor. Dioda"
Maksud dan tujuan pelajaran:
Pendidikan:
pembentukan konsep awal tentang tujuan, tindakan dan sifat utama dioda semikonduktor.
Pendidikan:
untuk membentuk budaya kerja mental, pengembangan kualitas pribadi - ketekunan, tekad, aktivitas kreatif, kemandirian.
Pendidikan:
belajar menggunakan sifat konduktivitas satu arah.
Materi dan perlengkapan teknis pelajaran :
buku kerja, komputer guru, papan tulis interaktif, presentasi topik
Kemajuan pelajaran:
1. Poin organisasi:
(Tugas: menciptakan suasana psikologis yang baik dan mengaktifkan perhatian).
2. Persiapan pengulangan dan generalisasi materi yang dibahas
Apa itu arus listrik?
Kekuatan saat ini, satuan pengukuran.
P – Ntransisi.
Semikonduktor.
Nyatakan topik dan tujuan pelajaran.
Semikonduktor. Dioda.
Penjelasan perspektif.
Untuk mempelajari elektronika modern, pertama-tama Anda harus mengetahui prinsip desain dan dasar fisik pengoperasian perangkat semikonduktor, karakteristik dan parameternya, serta sifat terpenting yang menentukan kemungkinan penggunaannya dalam peralatan elektronik.
Penggunaan perangkat semikonduktor memberikan penghematan yang sangat besar dalam konsumsi energi listrik dari sumber listrik dan memungkinkan pengurangan ukuran dan berat peralatan berkali-kali lipat. Daya minimum untuk menyalakan tabung vakum adalah 0,1 W, dan untuk transistor bisa 1 μW, mis. 100.000 kali lebih sedikit.
3. Panggung utama.
materi baru
Semua zat yang ditemukan di alam dibagi menjadi tiga kelompok menurut sifat konduktif listriknya:
Konduktor,
isolator (dielektrik),
semikonduktor
Semikonduktor mencakup lebih banyak zat daripada konduktor dan isolator. Dalam pembuatan perangkat radio, yang paling banyak digunakan adalah germanium Ge 4 valensi dan silikon Si.
Arus listrik semikonduktor ditentukan oleh pergerakan elektron bebas dan disebut “lubang”.
Elektron bebas yang meninggalkan atomnya menciptakan n-konduktivitas (n adalah huruf pertama dari kata Latin negativus - negatif). Lubang menciptakan p - konduktivitas dalam semikonduktor (p adalah huruf pertama dari kata Latin positivus - positif).
Dalam konduktor murni, jumlah elektron bebas dan lubangnya sama.
Dengan menambahkan pengotor, dimungkinkan untuk memperoleh semikonduktor dengan konduktivitas elektron atau lubang yang dominan.
Sifat paling penting dari semikonduktor p dan n adalah konduktivitas satu arah di persimpangan. Persimpangan ini disebut persimpangan p-n.
Tambahkan arsenik 5-valensi (antimon) ke kristal germanium (silikon) 4-valensi, dan kita mendapatkan konduktor-n.
Dengan menambahkan indium bervalensi 3, kita mendapatkan p - konduktor.
Ketika “plus” dari sumber dihubungkan ke daerah p, transisi dikatakan menyala dalam arah maju, dan ketika minus dari sumber arus dihubungkan ke daerah p, transisi dikatakan sebagai dihidupkan dengan arah sebaliknya.
Konduktivitas satu arah dari sambungan p dan n adalah dasar pengoperasian dioda semikonduktor, transistor, dll.
Setelah memahami tentang semikonduktor, sekarang mari kita mulai mempelajari dioda.
Awalan "di" berarti dua, menunjukkan dua zona berdekatan dengan konduktivitas berbeda.
Pentil ban sepeda (nipple). Udara dapat melewatinya hanya dalam satu arah - ke dalam ruangan. Namun ada juga katup elektrik. Ini adalah dioda - bagian semikonduktor dengan dua kabel di kedua ujungnya.
Secara desain, dioda semikonduktor bisa berbentuk planar atau titik.
Dioda planar memiliki area persimpangan lubang elektron yang besar dan digunakan dalam rangkaian di mana arus besar mengalir.
Dioda titik dicirikan oleh area kecil persimpangan lubang elektron dan digunakan dalam sirkuit dengan arus rendah.
Penunjukan grafis simbolis dari dioda. Segitiga tersebut berhubungan dengan daerah p dan disebut anoda, dan ruas garis lurus yang disebut katoda mewakili daerah n.
Tergantung pada tujuan dioda, UGO-nya mungkin memiliki simbol tambahan.
Parameter utama yang menjadi ciri dioda.
Arus dioda maju.
Arus balik dioda.
Memperbaiki materi.
Mengubah polaritas sambungan sumber listrik pada rangkaian yang mengandung dioda semikonduktor.
Kami menghubungkan secara seri baterai 3336L dan bola lampu pijar MH3.5 - 0,28 (untuk tegangan 3,5V dan arus pijar 0,28A) dan menghubungkan rangkaian ini ke dioda paduan dari seri D7 atau D226 sehingga positifnya adalah disuplai ke anoda dioda secara langsung atau melalui bola lampu, dan ke katoda – tegangan baterai negatif (Gbr. 3, Gbr. 4). Bola lampu harus menyala sepenuhnya. Kemudian kita ubah polaritas sambungan rangkaian “baterai - bola lampu” menjadi sebaliknya (Gbr. 3, Gbr. 4). Jika dioda berfungsi, lampu tidak menyala. Dalam percobaan ini, bola lampu pijar melakukan fungsi ganda: berfungsi sebagai indikator arus dalam rangkaian dan membatasi arus dalam rangkaian ini hingga 0,28A, sehingga melindungi dioda dari beban berlebih. Secara seri dengan baterai dan bola lampu pijar, Anda dapat menghubungkan miliammeter lain untuk arus 300...500 mA, yang akan mencatat arus maju dan mundur melalui dioda.
4. Titik pemeriksaan:
Gambarlah diagram rangkaian listrik yang terdiri dari sumber arus searah, sebuah motor mikro, 2 buah dioda, sehingga dengan menggunakan saklar dapat diubah arah putaran rotor motor mikro tersebut.
Tentukan kutub baterai senter menggunakan dioda semikonduktor.
Pelajari sendiri konduktivitas dioda di tempat demonstrasi. Studi tentang konduktivitas satu arah dioda.
5. Poin terakhir:
penilaian keberhasilan dalam mencapai tujuan pelajaran (bagaimana mereka bekerja, apa yang mereka pelajari atau pelajari)
6. Momen reflektif:
menentukan keefektifan dan kemanfaatan suatu pembelajaran melalui penilaian diri siswa.
7. Poin informasi:
menentukan prospek pelajaran selanjutnya .
8. Pekerjaan rumah
Untuk mengkonsolidasikan materi yang dibahas, pikirkan masalah-masalah berikut dan berikan solusinya:
Bagaimana cara melindungi peralatan radio dari pembalikan polaritas menggunakan dioda semikonduktor?
Ada suatu rangkaian listrik yang mencakup empat elemen yang dihubungkan seri - dua bola lampu a dan b dan dua saklar A dan B. Dalam hal ini, setiap saklar hanya menyalakan satu, hanya bola lampu “nya”. Untuk menyalakan kedua bohlam, Anda harus menutup kedua sakelar secara bersamaan.
SEMUA PELAJARAN FISIKA Kelas 11
TINGKATAN AKADEMIS
semester 1
ELEKTRODINAMIKA
2. Arus listrik
PELAJARAN 23/12
Subjek. Perangkat semikonduktor
Tujuan pembelajaran: menjelaskan kepada siswa prinsip pengoperasian perangkat semikonduktor.
Jenis pelajaran: pelajaran mempelajari materi baru.
RENCANA BELAJAR
Kontrol pengetahuan |
1. Apa yang menentukan konduktivitas elektronik suatu semikonduktor? 2. Apa yang menyebabkan konduktivitas lubang pada semikonduktor? 3. Pengotor apa yang disebut pengotor donor? akseptor? 4. Pengotor apa yang harus dimasukkan untuk mendapatkan semikonduktor tipe-n? tipe-p? |
|
Demonstrasi |
Fragmen dari film video “Arus listrik dalam semikonduktor.” |
|
Mempelajari materi baru |
1. Dioda semikonduktor. 2. Bagaimana cara kerja transistor? 3. Penerapan semikonduktor. 4. Sirkuit terpadu. |
|
Memperkuat materi yang dipelajari |
1. Pertanyaan kualitatif. 2. Belajar memecahkan masalah. |
BELAJAR MATERI BARU
Dioda semikonduktor menggunakan konduksi satu arah dari sambungan p-n. Dioda semacam itu memiliki dua kontak untuk dihubungkan ke lingkaran.
Sering dikatakan bahwa dioda mempunyai hambatan yang kecil pada arah maju dan hambatan yang sangat tinggi pada arah sebaliknya. Namun, pernyataan ini tidak sepenuhnya akurat: pada kenyataannya, untuk semikonduktor secara umum dan khususnya untuk transisi lubang elektron, hukum Ohm tidak berlaku. Oleh karena itu, tidak ada hambatan konstan pada konduktor tersebut.
Karakteristik arus-tegangan dioda semikonduktor berbentuk:
Dioda semikonduktor digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik (arus ini disebut arus bolak-balik), serta untuk pembuatan LED. Penyearah semikonduktor sangat andal dan memiliki masa pakai yang lama.
Dioda semikonduktor banyak digunakan pada perangkat teknik radio: radio, VCR, televisi, komputer.
Semikonduktor dalam transistor sangat penting.
Transistor adalah perangkat semikonduktor dengan dua sambungan pn.
Elemen utama transistor adalah kristal semikonduktor, misalnya germanium, dengan pengotor donor dan akseptor dimasukkan ke dalamnya. Pengotor didistribusikan sedemikian rupa sehingga antara semikonduktor dengan pengotor yang sama (disebut emitor dan kolektor) masih terdapat lapisan tipis germanium dengan jenis pengotor yang berbeda - lapisan ini disebut basa.
Transistor terdiri dari dua jenis: transistor p-n-p (Gbr. a) dan transistor n-p-n (Gbr. b).
Pada transistor tipe pnp, terdapat lebih banyak lubang pada emitor dan kolektor dibandingkan elektron, dan terdapat lebih banyak elektron pada basis; Pada transistor n-p-n, jumlah elektron pada emitor dan kolektor lebih banyak dibandingkan lubang, dan jumlah elektron pada basis lebih banyak.
Pertimbangkan pengoperasian transistor tipe p - n - p. Tiga terminal transistor dari daerah dengan jenis konduktifitas berbeda dimasukkan dalam lingkaran seperti terlihat pada gambar.
Jika potensial basis transistor p-n-p lebih tinggi dari potensial emitor, maka tidak ada arus yang mengalir melalui transistor tersebut. Oleh karena itu, transistor dapat bertindak sebagai saklar elektronik. Jika potensial basis lebih rendah dari potensial emitor, maka perubahan kecil sekalipun pada tegangan antara emitor dan basis akan menyebabkan perubahan signifikan pada kuat arus di rangkaian kolektor dan, oleh karena itu, menyebabkan perubahan tegangan pada resistor sebesar resistensi yang signifikan.
Setelah mempertimbangkan cara kerja transistor, kami menyimpulkan bahwa dengan menggunakan transistor dimungkinkan untuk memperkuat sinyal listrik.
Oleh karena itu, transistor telah menjadi elemen utama dari banyak perangkat semikonduktor.
Ketergantungan konduktivitas listrik semikonduktor pada suhu memungkinkan penggunaannya dalam termistor.
Termistor adalah termistor semikonduktor yang hambatan listriknya berubah secara signifikan seiring dengan meningkatnya suhu.
Termistor digunakan sebagai termometer untuk mengukur suhu.
Dalam banyak semikonduktor, kopling antara elektron dan atom sangat lemah sehingga cukup untuk menyinari kristal dengan cahaya untuk menciptakan sejumlah tambahan pembawa muatan bebas.
Fotoresistor digunakan dalam sistem alarm dan otomasi, kendali jarak jauh proses produksi, penyortiran produk, dll.
Dioda semikonduktor dan transistor adalah “blok penyusun” perangkat yang sangat kompleks yang disebut sirkuit terpadu.
Microchip saat ini berfungsi di komputer dan televisi, telepon seluler dan satelit buatan, di mobil, pesawat terbang, dan bahkan di mesin cuci.
Sirkuit terpadu dibuat pada wafer silikon. Ukuran pelatnya berkisar dari satu milimeter hingga satu sentimeter, dan satu pelat tersebut dapat menampung hingga satu juta komponen - dioda kecil, transistor, resistor, dll.
Keuntungan penting dari sirkuit terpadu adalah kecepatan dan keandalan yang tinggi, serta biaya rendah. Berkat inilah, berdasarkan sirkuit terintegrasi, dimungkinkan untuk menciptakan perangkat, komputer, dan peralatan rumah tangga modern yang kompleks namun dapat diakses oleh banyak orang.
PERTANYAAN KEPADA SISWA SAAT PRESENTASI MATERI BARU
Tingkat pertama
1. Dengan menggunakan pengalaman apa Anda dapat memverifikasi konduktivitas satu arah dioda semikonduktor?
2. Mengapa basis transistor harus sangat kecil?
3. Konduktivitas apa yang dimiliki basis transistor?
Tingkat kedua
1. Mengapa arus di kolektor kira-kira sama dengan arus di emitor?
2. Dioda semikonduktor dan rheostat ditempatkan dalam kotak tertutup. Ujung-ujung perangkat dikeluarkan dan dihubungkan ke terminal. Bagaimana cara menentukan terminal mana yang termasuk dalam dioda?
KONSTRUKSI MATERI BELAJAR
1. Bagaimana peningkatan ketebalan alasnya mempengaruhi pengoperasian transistor?
2. Diketahui bahwa setiap transistor mempunyai dua sambungan pn yang saling terhubung. Apakah mungkin mengganti satu transistor dengan dua dioda yang dihubungkan dengan cara yang sama?
1. Gambarlah diagram rangkaian untuk menghubungkan transistor p - n - p untuk memperkuat tegangan.
2. Gambarlah diagram rangkaian untuk menghubungkan transistor n - p - n untuk memperkuat tegangan.
3. Mengapa dua skema sambungan perangkat yang berbeda digunakan untuk memperoleh karakteristik tegangan arus dioda semikonduktor (lihat Gambar a, b)?
Solusi. Dalam hal ini, resistansi ammeter tidak dapat dianggap sangat kecil, dan resistansi voltmeter tidak dapat dianggap sangat besar. Rangkaian a tidak dapat digunakan untuk mengukur arus balik melalui dioda (hampir seluruh arus akan melalui voltmeter). Rangkaian tidak dapat digunakan untuk mengukur tegangan maju (tegangan pada amperemeter jauh lebih tinggi dibandingkan tegangan pada dioda).
APA YANG KITA PELAJARI DALAM PELAJARAN
Transistor adalah perangkat elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor, biasanya dengan tiga terminal, yang memungkinkan pengendalian, menggunakan sinyal masukan yang lemah, arus listrik dalam suatu rangkaian listrik.
Transistor dapat digunakan untuk memperkuat sinyal listrik.
Termistor adalah termistor semikonduktor yang hambatan listriknya berubah secara signifikan seiring dengan kenaikan suhu.
Perangkat semikonduktor yang menggunakan sifat konduktor untuk mengubah resistansinya ketika diterangi disebut fotoresistor.
Pekerjaan rumah
1. Sub-1 : § 16 (pasal 5, 6, 7, 8); Sub-2 : § 8.
Riv1 No.6.6; 6.9; 6.15.
Riv2 No.6.16; 6.17; 6.18.
Riv3 No.6.28; 6.2; 6.30.
MEJA 2
Rencana tematik kalender
Rencana tematik kalender – merencanakan suatu dokumen akuntansi, tujuannya adalah untuk menentukan topik, jenis metode dan perlengkapan pembelajaran pada mata pelajaran yang dipilih. Menyusun rencana tematik kalender merupakan langkah awal dalam menciptakan sistematisasi pembelajaran. Dokumen sumber di sini adalah kurikulum. Rencana tematik kalender menyediakan koneksi interdisipliner. Jika rencana tematik kalender sesuai dengan kurikulum, mereka berpedoman pada rencana tematik saat menyusun rencana pembelajaran. Rencana tematik kalender (lihat tabel 3).
Pengembangan pelajaran
Saat mempelajari kurikulum, guru menganalisis setiap topik dengan cermat, yang memungkinkan untuk secara jelas mendefinisikan konten pelatihan dan membangun hubungan interdisipliner. Berdasarkan kurikulum disusun rencana tematik kalender, dan berdasarkan rencana tematik kalender disusun rencana pembelajaran. Dalam menentukan tujuan dan isi pelajaran, yang dihasilkan dari kurikulum ditentukan isi rekaman, keterampilan dan kemampuan yang harus dipelajari siswa dalam pelajaran ini. Dengan menganalisis pembelajaran sebelumnya dan menentukan sejauh mana penyelesaian tugas mereka, mereka mengetahui penyebab kekurangannya, dan berdasarkan hal tersebut mereka menentukan perubahan apa saja yang perlu dilakukan dalam pelaksanaan pembelajaran ini. Mereka menguraikan struktur pelajaran dan waktu setiap bagian, membentuk isi dan sifat pekerjaan pendidikan selama pelajaran.
Rencana belajar
Barang: Kelompok Ilmu Material dan Material Elektro-Radio 636
Subjek: Klasifikasi dan sifat dasar
a) pendidikan: Perkenalkan siswa pada konsep dan sifat dasar bahan konduktor, bicarakan tujuannya
b) berkembang: Kembangkan minat pada ilmu material dan material listrik dan radio
c) pendidikan: Kembangkan kebutuhan akan pendidikan mandiri
Jenis pelajaran: Gabungan
Metode presentasi: mencari
Alat peraga: poster No.1, PC
Waktu: 90 menit.
Selama kelas
SAYA . Bagian pengantar:
1. Momen organisasi: cek sesuai laporan, waktu 2 menit.
2. Mengecek pekerjaan rumah: waktu 15 menit.
Survei tertulis tentang dua pilihan + 3 studi di dewan (Lampiran 1)
II . Bagian utama:
1. Komunikasikan tujuan topik baru
2. Presentasi materi baru, waktu 40 menit.
a) Konsep dasar
b) Klasifikasi konduktor
c) Ruang lingkup penerapan
3. Jawaban pertanyaan siswa waktu 10 menit.
4. Konsolidasi materi baru waktu 20 menit.
Survei tertulis tentang 2 pilihan + 3 studi di dewan (Lampiran 2)
AKU AKU AKU . Bagian terakhir: waktu 3 menit.
1. Menyimpulkan
2. Pekerjaan rumah: hal.440 jawaban pertanyaan, pertimbangkan topik no.2, 3, 4, 5 secara mandiri
3. Penutup dari guru
Guru
Bibliografi
1. Lakhtin Yu.M., Leontyeva V.P.Ilmu material. - M.: Teknik Mesin, 1990.
2. Proses teknologi produksi teknik mesin. Diedit oleh S.I. Bogodukhov, V.A Bondarenko. - Orenburg: OSU, 1996.
Lampiran 1
SURVEI TERTULIS pada 2 pilihan
Pilihan 1
1 . Apa yang dipelajari mata pelajaran ilmu material?
2. Jenis logam.
3. Klasifikasi logam
4. Transformasi alotropik
5 . Sifat-sifat logam
pilihan 2
1. Penentuan kekerasan logam
2. Peralatan mekanis
3. Plastik
4. Ketahanan
5. Sifat teknologi
Lampiran 2
Survei tertulis
1 – pilihan
1. Bahan semikonduktor
2. Superkonduktor
3. Kriokonduktor
4. Karakteristik bahan semikonduktor
5. Elastisitas bahan
pilihan 2
1. Bahan semikonduktor.
2. Bahan dielektrik
3. Plastisitas
4. Elastisitas
5. Superkonduktor
Aplikasi 3
Ringkasan pelajaran dengan topik "Melakukan materi"
Meningkatnya peranan teknologi dan ilmu pengetahuan teknis dalam kehidupan masyarakat ditandai dengan ketergantungan ilmu pengetahuan terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, bertambahnya peralatan teknis, terciptanya metode dan pendekatan baru berdasarkan metode teknis dalam memecahkan masalah di berbagai bidang ilmu pengetahuan. , termasuk pengetahuan teknis militer. Pemahaman modern tentang pengetahuan teknis dan aktivitas teknis dikaitkan dengan berbagai masalah tradisional dan arah baru dalam teknologi dan teknik, khususnya dengan teknologi sistem komputer yang kompleks, masalah kecerdasan buatan, rekayasa sistem, dll.
Spesifikasi konsep pengetahuan teknis ditentukan terutama oleh kekhususan subjek refleksi objek teknis dan proses teknologi. Perbandingan objek pengetahuan teknis dengan objek pengetahuan lain menunjukkan kesamaan tertentu, khususnya, pada ciri-ciri seperti adanya struktur, sistematika, organisasi, dll. Ciri-ciri umum tersebut tercermin dalam konsep ilmiah umum tentang “properti”, “struktur”, “sistem”, “organisasi”, dll. Tentu saja, ciri-ciri umum objek pengetahuan teknis, teknis militer, ilmu alam, dan ilmu sosial tercermin dalam kategori filosofis seperti "materi", "gerakan", "sebab", "akibat", dll. Ilmiah umum dan filosofis konsep digunakan dalam ilmu militer dan teknik, tetapi tidak mengungkapkan kekhususannya. Pada saat yang sama, mereka membantu untuk memahami secara mendalam dan lebih lengkap isi objek pengetahuan teknis, pengetahuan teknis militer dan konsep ilmu teknis yang mencerminkannya.
Secara umum, konsep filosofis dan ilmiah umum dalam ilmu teknis bertindak sebagai sarana ideologis dan metodologis untuk menganalisis dan mengintegrasikan pengetahuan ilmiah dan teknis.
Suatu objek teknis tidak diragukan lagi merupakan bagian dari realitas objektif, tetapi merupakan bagian yang khusus. Kemunculan dan keberadaannya dikaitkan dengan bentuk sosial pergerakan materi dan sejarah manusia. Hal ini menentukan sifat historis dari objek teknis. Ia mengobjektifikasi fungsi-fungsi produksi masyarakat, ia bertindak sebagai perwujudan pengetahuan masyarakat.
Kemunculan teknologi merupakan suatu proses sejarah alamiah, hasil aktivitas produksi manusia.
Titik awalnya adalah “organ manusia”. Penguatan, penambahan dan penggantian organ-organ kerja merupakan kebutuhan sosial, yang diwujudkan melalui pemanfaatan alam dan perwujudan fungsi-fungsi kerja dalam tubuh-tubuh alam yang telah diubah.
Pembentukan teknologi terjadi dalam proses pembuatan alat, penyesuaian tubuh alam untuk mencapai suatu tujuan. Dan kapak tangan, dan batang pohon yang berfungsi sebagai jembatan, dll. - semua ini adalah sarana untuk memperkuat individu, meningkatkan efisiensi aktivitasnya. Suatu benda alam yang menjalankan fungsi teknis sudah berpotensi menjadi benda teknis. Ini mencatat kelayakan desain dan kegunaan perbaikan struktural melalui pengerjaan ulang bagian-bagiannya.
Identifikasi praktis suatu struktur sebagai suatu integritas menunjukkan keberadaan sebenarnya suatu objek teknis. Sifatnya yang paling penting adalah kegunaan fungsional, kombinasi bahan yang tidak biasa dengan alam, dan subordinasi sifat bahan pada hubungan antar komponen sistem. Desain teknis adalah sambungan komponen; perintah ini memastikan pengoperasian senjata yang paling lama dan efisien, tidak termasuk penghancuran dirinya sendiri. Komponen struktur adalah bagian-bagian yang merupakan satuan permulaan yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Dan akhirnya, dengan bantuan desain teknis, cara aktivitas sosial mencapai kemampuan manufaktur. Teknologi adalah sisi praktik sosial yang diwakili oleh interaksi sarana teknis dan objek yang diubah, ditentukan oleh hukum dunia material dan diatur oleh teknologi.
Praktik teknis mengungkapkan dirinya dalam hubungan seseorang dengan teknologi sebagai suatu objek, dengan bagian-bagiannya, dan hubungannya.
Pengoperasian, manufaktur, dan desain berkaitan erat satu sama lain dan mewakili perkembangan praktik teknis yang unik. Sebagai objek eksploitasi, teknologi berperan sebagai suatu kesatuan material dan fungsional tertentu, yang pelestarian dan pengaturannya merupakan syarat mutlak bagi penggunaannya. Kontradiksi utama dalam pengoperasiannya adalah ketidaksesuaian antara kondisi pengoperasian peralatan dan fitur fungsionalnya. Fitur fungsional mengasumsikan kondisi pengoperasian yang konstan, tetapi kondisi pengoperasian cenderung berubah.
Mengatasi kontradiksi ini dicapai dalam teknologi, dalam menemukan operasi teknologi standar.
Semikonduktor
Semikonduktor– sekelompok besar zat yang resistivitasnya sangat bervariasi 10 -5 sebelum 10 10 Ohm∙m.
Semikonduktor memiliki sifat perantara antara logam dan dielektrik. Ciri khas semikonduktor bukanlah nilai resistivitasnya, namun fakta bahwa nilai resistivitasnya bervariasi dalam rentang yang luas di bawah pengaruh kondisi eksternal.
Semikonduktor termasuk:
a) unsur golongan III, IV, V dan VI tabel periodik unsur, misalnya Ya, Ge, Sebagai, Ya, Te;
b) paduan beberapa logam;
c) oksida (oksida logam);
d) sulfida (senyawa belerang);
e) selenida (senyawa dengan selenium).
Hambatan semikonduktor bergantung pada:
suhu;
b) penerangan;
c) adanya pengotor.
Hambatan listrik semikonduktor juga berkurang ketika disinari dengan cahaya.
1. Konduktivitas intrinsik semikonduktor.
Konduktivitas diri– konduktivitas listrik semikonduktor yang murni secara kimia.
Dalam semikonduktor tipikal (kristal silikon Ya) atom bersatu ikatan kovalen (atom).. Pada suhu kamar, energi rata-rata gerak termal atom dalam kristal semikonduktor adalah 0,04 eV. Energi ini jauh lebih kecil dibandingkan energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron valensi, misalnya, dari atom silikon ( 1,1 eV). Namun, karena distribusi energi gerak termal yang tidak merata atau karena pengaruh eksternal, beberapa atom silikon terionisasi. Terbentuk bebas
elektron dan tempat-tempat kosong dalam ikatan kovalen - yang disebut lubang. Di bawah pengaruh medan listrik eksternal, terjadi pergerakan elektron bebas yang teratur dan pergerakan teratur dalam arah yang berlawanan dengan jumlah lubang yang sama. 
Konduktivitas elektronik atau daya konduksiN -jenis(dari lat. negatif– negatif) – konduktivitas semikonduktor karena elektron.
Konduktivitas lubang atau daya konduksiP -jenis(dari bahasa Latin positif - positif) - konduktivitas semikonduktor karena lubang.
Dengan demikian, konduktivitas intrinsik semikonduktor disebabkan oleh dua jenis konduktivitas secara bersamaan - elektronik Dan lubang.
2. Konduktivitas pengotor semikonduktor.
Konduktivitas pengotor– konduktivitas listrik semikonduktor, karena adanya pengotor (pengotor adalah atom unsur asing).
Kehadiran pengotor dalam semikonduktor secara signifikan mengubah konduktivitasnya. Misalnya, ketika sekitar 0,001 at.% boron dimasukkan ke dalam silikon, konduktivitasnya meningkat sekitar 10 6 kali lipat.
Pada dasarnya atom pengotor mempunyai valensi yang berbeda satu dengan valensi atom utama.
Kotoran donor– pengotor dengan valensi lebih tinggi, memberikan ke semikonduktor konduktivitas elektronik.
Semikonduktor (silikon) + donor (arsenik) = semikonduktor N-jenis.
Kotoran akseptor– pengotor dengan valensi lebih rendah, memberikan ke semikonduktor konduktivitas lubang.
Semikonduktor (silikon) + akseptor (indium) = semikonduktor R-jenis.
3. Dioda dan trioda semikonduktor. Aplikasi mereka.
Prinsip pengoperasian sebagian besar perangkat semikonduktor didasarkan pada penggunaan properti P- N-transisi.
Transisi lubang elektron(atau P
-
N
-transisi) – batas kontak antara dua semikonduktor dengan jenis konduktivitas berbeda. 
Difusi elektron dan lubang terjadi melintasi antarmuka, dan ketika bertemu, keduanya bergabung kembali.
Pada antarmuka dalam semikonduktor elektronik, ion positif dari pengotor donor tetap ada, dan dalam semikonduktor lubang, ion negatif dari akseptor terbentuk. Disebut lapisan penghalang(lapisan ganda listrik), yang tegangannya E pertengkaran diarahkan dari semikonduktor elektronik ke lubang satu. Melalui lapisan ganda ini mereka bisa menerobos N-semikonduktor di P- semikonduktor hanya mengandung elektron yang memiliki energi cukup tinggi untuk itu. Medan listrik eksternal yang diterapkan pada dua semikonduktor berbeda, bergantung pada arahnya, dapat melemahkan medan lapisan pemblokiran. 
Lapisan penghalang memiliki konduktivitas satu arah: Lapisan pemblokiran memungkinkan arus mengalir ke arah yang berlawanan dengan bidang lapisan pemblokiran, dan tidak membiarkan arus mengalir ke arah yang bertepatan dengan bidang lapisan pemblokiran. 
Dioda semikonduktor- perangkat dengan satu P- N-transisi.
Karakteristik volt-ampere– ketergantungan saat ini SAYA dari tegangan kamu, diterapkan pada dioda.
Trioda semikonduktor ( atau transistor)- perangkat dengan dua P- N-transisi.
Transistor (seperti trioda tabung) berfungsi untuk memperkuat sinyal listrik yang lemah.
Pertanyaan kontrol
1. Zat apa yang disebut semikonduktor?
2. Apa perbedaan semikonduktor dengan konduktor dan dielektrik?
3. Konduktivitas listrik semikonduktor bergantung pada apa?
4. Sifat semikonduktor apa yang digunakan dalam termal dan fotoresistor?
5. Bagaimana mekanisme konduktivitas intrinsik semikonduktor?
6. Bagaimana elektron bebas dan hole terbentuk?
7. Bagaimana mekanisme konduksi pengotor pada semikonduktor?
8. Pengotor manakah yang disebut donor dan mana yang disebut akseptor?
9. Bagaimana menjelaskan konduksi satu arah P- N-transisi?
10. Berapakah karakteristik arus-tegangan P- N-transisi? Jelaskan terjadinya arus maju dan arus balik.
11. Arah mana pada dioda semikonduktor yang memungkinkan arus mengalir?
12. Apa yang dimaksud dengan triode semikonduktor (atau transistor)?
Menjelaskan fitur-fiturnya.
Semikonduktor adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik dan mencegah alirannya. Ini adalah sekelompok besar zat yang digunakan dalam teknik radio (germanium, silikon, selenium, serta semua jenis paduan dan senyawa kimia seperti oksida tembaga). Hampir semua zat di dunia sekitar kita adalah semikonduktor. Semikonduktor paling umum di alamadalah silikon, yang menurut perkiraan kasar membentuk hampir 30% kerak bumi. Untuk pembuatan perangkat semikonduktor, hanya silikon dan germanium yang digunakan. (temukan di tabel D.I. Mendeleev - Lampiran 2). Berapa valensi yang dimilikinya (dalam tabel D.I. Mendeleev, temukan nomor kolom tempatnya berada)?
Dilihat dari sifat kelistrikannya, semikonduktor menempati posisi tengah antara konduktor dan non konduktor arus listrik. Tuliskan di buku catatan Anda definisi apa itu semikonduktor.
Perhatikan tiga pengalaman berikut (demonstrasi atau poster)
Pengalaman pertama: Memanaskan semikonduktor
Lihat apa yang terjadi jika suhu meningkat? Akankah hambatannya berkurang seiring dengan kenaikan suhu?
Kesimpulan apa yang bisa diambil?
Konduktivitas listrik semikonduktor sangat bergantung pada suhu lingkungan. Pada suhu yang sangat rendah, mendekati nol mutlak (-273), semikonduktor tidak menghantarkan arus listrik, dan dengan meningkatnya suhu, ketahanannya terhadap arus menurun. Berdasarkan hal ini, perangkat termoelektrik diciptakan.
Termistor.Pada semikonduktor, hambatan listrik sangat bergantung pada suhu. Properti ini digunakan untuk mengukur suhu dengan kekuatan arus dalam rangkaian dengan semikonduktor. Perangkat semacam ini disebut termistor atau termistor.
Termistor adalah salah satu perangkat semikonduktor paling sederhana. Termistor diproduksi dalam bentuk batang, tabung, cakram, ring dan manik-manik dengan ukuran mulai dari beberapa mikrometer hingga beberapa sentimeter.
Kisaran suhu sebagian besar termistor terletak pada kisaran 170 hingga 570 K. Namun ada termistor untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (sekitar 1300 K) dan sangat rendah (sekitar 4 - 80 K). Termistor digunakan untuk pengukuran suhu jarak jauh, alarm kebakaran, dll.
Pengalaman kedua: Menerangi semikonduktor dengan cahaya
Lihat apa yang terjadi ketika cahaya bertambah?
Kesimpulan apa yang bisa diambil?
Jika Anda menyinari semikonduktor, konduktivitas listriknya mulai meningkat. Dengan menggunakan sifat semikonduktor ini, perangkat fotovoltaik diciptakan. Semikonduktor juga mampu mengubah energi cahaya menjadi arus listrik, misalnya panel surya.
Fotoresistor.Konduktivitas listrik semikonduktor meningkat tidak hanya ketika dipanaskan, tetapi juga ketika diterangi.
Anda dapat melihat bahwa ketika semikonduktor menyala, arus dalam rangkaian meningkat secara nyata. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan konduktivitas (penurunan resistansi) semikonduktor bila terkena cahaya. Efek ini tidak berhubungan dengan pemanasan, karena juga dapat diamati pada suhu konstan.
Konduktivitas listrik meningkat karena putusnya ikatan dan terbentuknya elektron bebas dan lubang akibat energi cahaya yang datang pada semikonduktor. Fenomena ini disebut efek fotolistrik.
Perangkat yang menggunakan efek fotolistrik dalam semikonduktor disebut fotoresistor atau fotoresistor. Ukurannya yang mini dan sensitivitas fotoresistor yang tinggi memungkinkannya digunakan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi untuk merekam dan mengukur fluks cahaya lemah. Fotoresistor digunakan untuk menentukan kualitas permukaan, mengontrol dimensi produk, dll.
Pengalaman ketiga: Menambahkan Dopan ke Semikonduktor
Lihat apa yang terjadi?
Kesimpulan apa yang bisa diambil?
Ketika pengotor zat tertentu dimasukkan ke dalam semikonduktor, konduktivitas listriknya meningkat tajam.
Mari kita tulis di buku catatansifat semikonduktor
Konduktivitas listrik meningkat seiring dengan meningkatnya suhu (termistor)
Konduktivitas listrik meningkat seiring dengan pencahayaan (fotoresistor, panel surya)
Konduktivitas listrik meningkat ketika pengotor tertentu dimasukkan ke dalam semikonduktor. (dioda semikonduktor)
Sifat-sifat semikonduktor bergantung pada struktur internalnya.Mari kita perhatikan silikon - unsur tetravaden (tunjukkan model tiga dimensi), yaitu di kulit terluar atom terdapat empat elektron yang terikat lemah pada inti. Jumlah tetangga terdekat tiap atom silikon juga empat.
Interaksi sepasang atom yang bertetangga dilakukan dengan menggunakan ikatan berpasangan elektron yang disebut ikatan kovalen. Satu elektron valensi dari setiap atom berpartisipasi dalam pembentukan ikatan ini. Letak atom-atomnya sangat berdekatan satu sama lain sehingga elektron valensinya membentuk orbit tunggal di sekitar atom-atom tetangganya, sehingga menghubungkan atom-atom tersebut menjadi satu zat utuh.
Mari kita buat sketsa gambar yang dihasilkan di buku catatan (menggambar di papan)Siswa menyelesaikan gambar yang sama di buku catatan. Mari tambahkan lebih banyak atom tetangga.
Ketika silikon dipanaskan, energi kinetik partikel meningkat dan ikatan individu putus. Beberapa elektron menjadi bebas dan berpindah antar situs kisi, membentuk arus listrik. Konduktivitas semikonduktor karena adanya elektron bebas disebut konduktivitas elektronik. Ketika ikatan terputus, posisi kosong dengan elektron yang hilang terbentuk - sebuah lubang.
Pada suhu rendah, ikatan tidak putus, sehingga silikon tidak menghantarkan listrik pada suhu rendah.
Konduktivitas semikonduktor murni, tanpa pengotor (konduktivitas intrinsik), dilakukan melalui pergerakan elektron bebas (konduktivitas elektronik) dan pergerakan elektron terikat ke tempat kosong ikatan berpasangan elektronik (konduktivitas lubang). Konduktivitas semikonduktor sangat bergantung pada pengotor. Ketergantungan inilah yang membuat semikonduktor menjadi seperti sekarang ini dalam teknologi modern. Ada pengotor donor dan akseptor. Dengan adanya pengotor donor dalam semikonduktor, jika arsenik ditambahkan ke silikon, terjadi kelebihan elektron, semikonduktor disebutN -tipe, dengan adanya pengotor akseptor, jika indium ditambahkan ke silikon, terdapat lubang berlebih, semikonduktor disebut tipe-p.
