План-конспект уроку з технології на тему "напівпровідникові прилади". (9 клас). План-конспект навчального заняття (технологічна карта) на тему: «Електричний струм у напівпровідниках План уроку на тему напівпровідникові матеріали

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Міністерство науки та освіти

Кафедра "ІІВТ"

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

До курсової роботи

Організація та методика виробничого навчання по предмету: Матеріалознавство та електрорадіоматеріали

На тему: Напівпровідникові матеріали

Вступ

I . У сучасній техніці дуже широко застосовуються метали та сплави, а також електротехнічні матеріали. Сучасне радіоелектронне приладобудування досягло такого етапу розвитку, коли важливими параметрами приладів залежать не стільки від схемних рішень, скільки від використаних електрорадіоматеріалів та досконалість технологічних процесів їх виготовлення. Предмет матеріалознавства складається із п'яти розділів. Перший розділ називається загальні відомостіпро метали та сплави.

Метал – це тверда речовина.

Сплав - це поєднання 2-х і більше хімічних елементів

Компонент - це речовини, що складають сплав.

ІІ. Провідникові матеріали - це матеріали які мають малий питомий опір.

ІІІ. Діелектричні матеріали

Діелектрики – це ізоляційні матеріали.

IV. Напівпровідникові матеріали - це матеріали, які при роботі витрачають невелику кількість енергій.

V. Магнітні матеріали - які мають властивості притягування.

Конструкційні сталі та сплави

Конструкційними називаються сталі, призначені для виготовлення деталей машин (машинобудівні сталі), конструкцій та споруд (будівельні сталі).

Вуглецеві конструкційні сталі

Вуглецеві конструкційні сталі поділяються на сталі звичайної якості та якісні.

Стали звичайногоякості виготовляють таких марок Ст0, Ст1, Ст2,..., Ст6 (зі збільшенням номера зростає вміст вуглецю). Ст4 – вуглецю 0.18-0.27%, марганцю 0.4-0.7%.

З підвищенням умовного номера марки сталі зростає межа міцності (в) та плинності (0.2) та знижується пластичність (,). Ст3сп має =380490МПа, 0.2 =210250МПа, =2522%.

Якісні вуглецевісталі виплавляють з дотриманням більш строгих умов щодо складу шихти та ведення плавки та розливання. Зміст S<=0.04%, P<=0.0350.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений.

Якісні вуглецеві сталі маркують цифрами 08, 10, 15, ..., 85, які вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.

Низьковуглецеві сталі(З<0.25%) 05кп, 08, 07кп, 10, 10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. в =330340МПа, 0.2 =230280МПа, =3331%.

Середньовуглецеві сталі(0.3-0.5% С) 30, 35,..., 55 застосовують після нормалізації, поліпшення та поверхневого гарту для найрізноманітніших деталей у всіх галузях промисловості. Ці сталі в порівнянні з низьковуглецевими мають більш високу міцність при більш низькій пластичності (=500600МПа, 0.2 =300360МПа, =2116%). У зв'язку з цим їх слід застосовувати для виготовлення невеликих деталей або більших, але не вимагають наскрізного прожарювання.

Стали з високим вмістом вуглецю(0.6-0.85% С) 60, 65,..., 85 мають високу міцність, зносостійкість і пружні властивості. З цих сталей виготовляють пружини та ресори, шпинделі, замкові шайби, прокатні валки тощо.

Леговані конструкційні сталі

Сталі, у яких сумарна кількість вмісту легуючих елементів не перевищує 2.5%, відносяться до низьколегованих, що містять 2.5-10% - до легованих, і більше 10% до високолегованих (вміст заліза понад 45%).

Найширше застосування у будівництві отримали низьколеговані сталі, а машинобудуванні - леговані стали.

Будівельні низьколеговані сталі

Низько легованими називають сталі, що містять не більше 0.22% і порівняно невелику кількість недефіцитних легуючих елементів: до 1.8% Mn, до 1,2% Si, до 0,8% Cr та інші.

До цих сталей відносяться сталі 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП та багато інших. Стали у вигляді листів, сортового фасонного прокату застосовують у будівництві та машинобудуванні для зварних конструкцій, переважно без додаткової термічної обробки. Низьколеговані низьковуглецеві сталі добре зварюються.

Для виготовлення труб великого діаметра застосовують сталь 17ГС (0.2 = 360МПа, =520МПа).

Арматурні сталі

Для армування залізобетонних конструкцій застосовують вуглецеву або низьковуглецеву сталь у вигляді гладких або періодичного профілю стрижнів.

Сталь Ст5сп2 - =50МПа, 0.2 =300МПа, =19%.

Стали для холодного штампування

Для забезпечення високої штампування відношення в / 0.2 стали повинно бути 0.5-0.65 при не менше 40%. Штампування стали тим гірше, чим більше в ній вуглецю. Кремній, підвищуючи межу плинності, знижує штампування, особливо здатність сталі до витяжки. Тому для холодного штампування ширше використовують холоднокатані киплячі сталі 08кп, 08Фкп (0.02-0.04% V) та 08Ю (0.02-0.07% Al).

Конструкційні (машинобудівні) леговані сталі, що цементуються (нітроцементуються).

Для виготовлення деталей, що зміцнюються цементацією, застосовують низьковуглецеві (0.15-0.25% С) сталі. Вміст легуючих елементів у сталях не повинен бути занадто високим, але повинен забезпечити необхідну прожарювання поверхневого шару і серцевини.

Хромисті сталі 15Х, 20Х призначені для виготовлення невеликих виробів простої форми, що цементуються на глибину 1.0-1.5мм. Хромисті сталі в порівнянні з вуглецевими володіють більш високими властивостями міцності при деякій меншій пластичності в серцевині і кращої міцності в цементованому шарі., чутлива до перегріву, невелика прожарювання.

Сталь 20Х - =800МПа, 0.2 =650МПа, =11%, =40%.

Хромованадієві сталі. Легування хромистої сталі ванадієм (0.1-0.2%) покращує механічні властивості (сталь 20ХФ). Крім того, хромованадієві сталі менш схильні до перегріву. Використовують лише для виготовлення порівняно невеликих деталей.

Типовий навчальний план

Типовий навчальний план- це документ, призначений для реалізації державних вимог до мінімуму змісту та рівня підготовки випускних навчальних закладів середньо-спеціальної освіти. Він визначає загальний перелік дисциплін, та обов'язкові обсяги часу для їх реалізації, види та мінімальну тривалість виробленої практики, приблизний перелік навчальних кабінетів, лабораторій та майстерень. У навчальному плані також передбачається курсове проектування лише з трьох дисциплінам у період навчання. Види виробничої практики та їх тривалість визначається відповідно до типової навчальної практики за заданою спеціальністю. Графік навчального процесу носить рекомендаційний характер і може бути скоригований навчальним закладом при обов'язковому дотриманні тривалості теоретичного навчання, екзаменаційних сесій, а також термінів проведення зимових та завершальних навчальних років літніх канікул (див. таблицю 1).

ТАБЛИЦЯ 1

Найменування

навчального процесу,

навчальних дисциплін

Розподіл по семестрах

Кількість контроль-них

Кількість годин

Розподіл з курсів та семестрів

Іспитів

Курсовий проект

Тео-рет. зан.

Лаб.прак заняття

Матеріалознавство

та електрорадіо-матеріали

З навчального плану видно, що на предмет "Матеріалознавство та електрорадіоматеріали" всього приділяється 60 годин. З них 44 – теоретичних та 16 – практичних. Мінімальна кількість контрольних робіт складає 2 роботи. Є лабораторні заняття. Курсових, курсового проекту, заліку немає. Предмет "Матеріалознавство та електрорадіоматеріали" вивчається на 2 курсі. У 3 семестр навчання 18 тижнів, на тиждень по 2 години: 18 * 2 = 36 годин вивчають в 3 семестрі. У 4 семестрі навчання 12 тижнів, на тиждень по 2 години: 12 * 2 = 24 години вивчають за 4 семестр. Разом за 3 та 4 семестр: 36+24=60 годин, повністю вивчають цей предмет на 2 курсі.

Тематичний план

Тематичний план– є частиною навчальної програми. Навчальна програма- це документ, в якому дається характеристика змісту матеріалу, що вивчається, за роками навчання та розділами (темами). Тематичний план складається з розділів, куди входять теми. Тематичний план розподіляє годинник по розділах із загальної кількості годинників. У тематичному плані на предмет "Матеріалознавство та електрорадіоматеріали" у розділі "Провідникові матеріали" відводиться 12 годин.

ТАБЛИЦЯ 2

Найменування теми	Кількість годин
		Теоретичні заняття
Глава 4. Провідникові матеріали

Матеріали високої провідності
Надпровідники та кріопровідники
Електропровідність провідників
Контрольна робота

Календарно-тематичний план

Календарно-тематичний планщо планує обліковий документ, його цілями є визначення тематики, тип методу та оснащення уроків з обраного предмета. Складання календарно-тематичного плану є першим кроком створення поурочної систематизації. Вихідним документом є навчальна програма. Календарно-тематичний план передбачає міжпредметні зв'язки. Відповідно до календарно-тематичного плану навчальної програмі орієнтуються на тематичний план під час упорядкування поурочного плана. Календарно-тематичний план (див. таблицю 3).

Розробка уроку

Вивчаючи навчальну програму, викладач уважно аналізує кожну тему, що дозволяє чітко визначити зміст навчання, встановити міжпредметні зв'язки. На основі навчальної програми складається календарно-тематичний план і вже на основі календарно-тематичного плану складається поурочний план. При визначенні мети та змісту уроку, що випливає з навчальної програми, визначається зміст запису, умінь та навичок, які учні повинні засвоїти на цьому уроці. Аналізуючи попередні уроки, і встановлюючи якою мірою вирішені їх завдання, з'ясовують причину недоліків, і основі цього визначають які зміни потрібно внести у проведення даного урока. Намічають структуру уроку та час на кожну її частину, формують зміст та характер виховної роботи під час уроку.

План уроку

Предмет:Матеріалознавство та електрорадіоматеріали Група 636

Тема:Класифікація та основні властивості

а) навчальна: Ознайомити учнів із поняттями та основними властивостями провідникових матеріалів, розповісти про їх призначення

б) розвиваюча: Розвинути інтерес до матеріалознавства та електрорадіоматеріалів

в) виховна: Виробити потребу у самоосвіті

Тип уроку:Комбінований

Метод викладу:пошуковий

Наочні посібники:плакат №1, ПК

Час: 90 хв.

Хід уроку

I. Вступна частина:

Письмове опитування за двома варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток1)

II. Основна частина:

1. Повідомлення мети нової теми

2. Викладення нового матеріалу час 40 хв.

а) Основні поняття

б) Класифікація провідників

в) Сфера застосування

3. Відповіді питання учнів час 10 хв.

4. Закріплення нового матеріалу протягом 20 хв.

Письмове опитування за 2 варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток 2)

III. Заключна частина:час 3 хв.

1. Підбиття підсумків

2. Завдання додому: стор. 440 відповіді питання, самостійно розглянути теми № 2, 3, 4, 5

3. Заключне слово викладача

Викладач

Список літератури

1. Лахтін Ю. М., Леонтьєва В. П. Матеріалознавство. - М.: Машинобудування, 1990 р.

2. Технологічні процеси машинобудівного виробництва. За редакцією С. І. Богодухова, В. А. Бондаренко. - Оренбург: ОГУ, 1996 р.

додаток1

ПИСЬМОВЕ ОПИТУВАННЯза 2-ма варіантами

Варіант 1

1 . Що вивчає предмет матеріалознавства.

2. Види металів.

3. Класифікація металів

4. Алотропічне перетворення

5 . Властивості металів

Варіант 2

1. Визначення твердості металів

2. Механічні властивості

3. Пластичність

4. Витривалість

5. Технологічні властивості

Додаток 2

Письмове опитування

1 варіант

1. Напівпровідникові матеріали

2. Надпровідники

3. Кріопровідники

4. Характеристики напівпровідникових матеріалів

5. Гнучкість матеріалів

2 - варіант

1. Напівпровідникові матеріали.

2. Діелектричні матеріали

3. Пластичність

4. Пружність

5. Надпровідники

додаток3

Конспект уроку на тему" Провідникові матеріали"

Зростання ролі техніки та технічного знання у житті суспільства характеризується залежністю науки від науково-технічних розробок, технічної оснащеністю, що посилюється, створенням нових методів і підходів, заснованих на технічному способі вирішення проблем у різних галузях знання, в тому числі і військово-технічному знанні. Сучасне розуміння технічного знання та технічної діяльності пов'язується з традиційним колом проблем та з новими напрямками у техніці та інженерії, зокрема з технікою складних обчислювальних систем, проблемами штучного інтелекту, системотехнікою та ін.

Специфікація понять технічного знання обумовлюється насамперед специфікою предмета відображення технічних об'єктів та технологічних процесів. Порівняння об'єктів технічного знання з об'єктами іншого знання показує їх певну спільність, яка поширюється, зокрема, такі риси, як наявність структурності, системності, організованості тощо. Такі спільні риси відбиваються загальнонауковими поняттями "властивість", "структура", "система", "організація" тощо. Зрозуміло, загальні риси об'єктів технічного, військово-технічного, природничо-наукового знання відбиваються такими філософськими категоріями "матерія", "рух", "причина", "слідство" та ін. Загальнонаукові та філософські поняття вживаються і військових і в технічних науках але не висловлюють їх специфіки. Разом з тим вони допомагають глибше, повніше осмислити зміст об'єктів технічного, військово-технічного знання і понять технічних наук, що їх відображають.

Взагалі філософські та загальнонаукові поняття в технічних науках виступають у ролі світоглядних та методологічних засобів аналізу та інтеграції науково-технічного знання.

Технічний об'єкт - це, безсумнівно, частина об'єктивної реальності, але особлива частина. Його виникнення та існування пов'язані із соціальною формою руху матерії, історією людини. Це визначає історичний характер технічного об'єкта. У ньому об'єктивуються виробничі функції суспільства, він виступає втіленням знань людей.

Виникнення техніки - це природно-історичний процес, результат виробничої діяльності.

Її вихідним моментом є "органи людини". Посилення, доповнення та заміщення робочих органів - соціальна необхідність, що реалізується шляхом використання природи та втілення у перетворюваних природних тілах трудових функцій.

Формування техніки протікає у процесі виготовлення знарядь, пристосування природних тіл задля досягнення мети. І ручне рубало, і ствол дерева, що виконує функцію мосту тощо. - усе це засоби посилення індивіда, підвищення ефективності своєї діяльності. Природний предмет, який виконує технічну функцію, - це вже у потенції технічний об'єкт. У ньому зафіксована доцільність його устрою та корисність конструктивних поліпшень за рахунок підробітку його частин.

Практичне виділення конструкції як цілісності свідчить про актуальне існування технічного об'єкта. Її найважливішими властивостями є функціональна корисність, незвичайне для природи поєднання матеріалів, підпорядкованість властивостей матеріалу по відношенню між компонентами системи. Технічна конструкція є сполукою компонентів; цей порядок забезпечує якомога більш тривале та ефективне функціонування зброї, що виключає його саморуйнування. Компонентом конструкції виступає деталь як вихідна та неподільна для неї одиниця. І, нарешті, за допомогою технічної конструкції спосіб суспільної діяльності досягає технологічності. Технологія - це сторона суспільної практики, яка представлена взаємодією технічного засобу і об'єкта, що перетворюється, визначається законами матеріального світу і регулюється технікою.

Технічна практика виявляє себе у відношенні людини до техніки як об'єкта, до її частин та їх зв'язків.

Експлуатація, виготовлення та конструювання тісно пов'язані один з одним і є своєрідним розвитком технічної практики. Як об'єкт експлуатації техніка постає як деяка матеріальна і функціональна цілісність, збереження та регулювання якої - неодмінна умова її використання. Рушійним протиріччям експлуатації є невідповідність між умовами функціонування техніки та її функціональними особливостями. Функціональні особливості передбачають сталість умов експлуатації, а умови експлуатації мають тенденцію змінюватись.

Подолання цієї суперечності досягається у технології, у знаходженні типових технологічних операцій.

Внутрішнім протиріччям технології є невідповідність між використовуваними природними процесами та потребами у підвищенні її надійності та ефективності. Подолання цього протиріччя досягається у конструюванні досконалішої техніки, з допомогою якої можна використовувати фундаментальні закономірності природи. Техніка не пасивна стосовно технології, засіб впливає на мету.

Нова техніка змінює технологію, технологія сама стає засобом реалізації внутрішніх переваг сконструйованої техніки.

У конструюванні із найбільшою повнотою виявляється соціальна сутність технічного об'єкта. У ньому синтезується конструктивна структура відповідно до заданої суспільством виробничої функції. Техніка утворює умову розвитку суспільства, опосередковує його ставлення до природи, є засобом вирішення протиріч між людиною та природою. Технічний об'єкт – носій виробничих, технологічних функцій людини. Без технічного прогресу неможливе досягнення соціальної однорідності нашого суспільства та всебічного розвитку кожного індивіда.

Властивості технічного об'єкта виявляються в технічній практиці і фіксуються у знанні прийомів експлуатації, виготовлення та вдосконалення техніки. Емпірично знайдені пропорції між частинами технічного засобу та формування "технічних предметів", щодо стійких відомостей про технічні пристрої, про їх суттєві компоненти та властивості. У вигляді таких предметів сформувалися, наприклад, описи підйомнотранспортних механізмів, годинників, найважливіших ремесел та матеріалів.

Перехід до машинної техніки, передача робочих знарядь механізмам викликали у житті конструювання технічних пристроїв, що зажадало теоретичної розробки поняття " машина " і отримання її ідеалізацій (кінематичної пари, динаміки сил, конструкції) .

На формування понять технічної науки впливають закономірності, розкриті під час вивчення природничих наук, зокрема, теоретичної механіки. Разом про те слід визнати, що поняття технічної конструкції отримує своє вираження всередині технічного знання. Історично воно формується як система положень про машину, механічної сукупності елементів та їх закономірному відношенні, що забезпечує отримання необхідного ефекту.

Формування технічних дисциплін відбувалося різними шляхами. Технічні дисципліни про двигуни ґрунтуються на результатах природознавства, на знанні законів природи та застосуванні законів фізики до техніки. Прикладний характер мають технічна кінематика, динаміка машин і вчення про деталі машин. Ці дисципліни сформувалися з урахуванням теоретичної механіки і накреслювальної геометрії, що виявилося у створенні спеціальної мови.

Технічні науки формувалися як шляхом докладання природознавства до техніки, а й шляхом використання багатовікового досвіду техніки, його осмислення і надання йому логічно чіткого виду. Таким шляхом формувалися науки про різні типи машин, матеріалознавство та ін. Перевірені на практиці емпіричні дані цих технічних дисциплін зберігалися та включалися до загальної науки про машини. І досі багато прийомів виготовлення та експлуатації техніки не отримали належного теоретичного обґрунтування.

Формування технічної науки поклало край ремісничому ставленню до техніки, коли ті чи інші механізми вдосконалювалися частинами протягом багатьох десятиліть і навіть століть. Розуміння те, що машина є перетворення руху на форму, необхідну виробництву й у своїй сутності що складається з кінематичних пар, лягло основою наукового конструювання різноманітних технічних пристроїв у ХІХ в.

Зі сказаного видно, що технічна наука досліджує свій об'єкт, хоча вона здатна пояснити функціонування і ремісничих, ручних знарядь праці, які створювалися без наукового обґрунтування. Об'єкт технічної науки формується у процесі виділення істотних та необхідних властивостей техніки, конструювання машини. Машина, її компоненти, відносини між ними, їх композиція, природна основа компонентів та технологічний процес – все це об'єкт технічної науки. Об'єкт технічної є джерелом науково-технічного пізнання. Його дослідження дає, зокрема, конструктивні структури та його елементи. В структурі фіксується стійкість, повторюваність, необхідність,

закономірність композиції елементів машини По відношенню до структури компонент машини виступає як елемент. Думкове отримання елемента структури пов'язане відволіканням від фізичної розмірності та природної основи компонента. Зрештою, всі науково-технічні поняття є відображенням технічного об'єкта.

Поняття "технічний об'єкт" та "об'єкт технічної науки" виконують різну методологічну функцію у філософському аналізі техніки та науково-технічного пізнання. У понятті "технічний об'єкт" фіксується реально змінюється у практиці сторона об'єктивного світу. Технічний об'єкт відображається у філософських, суспільних, природничих та технічних науках, і щоразу наука виокремлює властиву їй предметну область. У понятті "об'єкт технічної науки" фіксується предмет технічних наук, їхнє ставлення до об'єктивної реальності. Головним об'єктом технічних наук є машина, оскільки з її допомогою організується технологічний процес і він нею регулюється. Машина полегшує та замінює працю людини, служить засобом досягнення мети.

У технічній науці передусім виділяються дослідження елементів, їхніх стосунків та технічних структур. p align="justify"> Для формування предмета технічної науки важливо виділити, описати і пояснити технічні елементи, їх відносини і можливі структури, в яких матеріалізуються корисні для суспільства виробничі функції. Але на цьому технічна наука не закінчується. Вона включає правила синтезу нових технічних структур, розрахункові методи і форми проектування.

Правила та норми проектування, графічні та аналітичні методи розрахунку зближують технічну науку з технічною творчістю, проектно-конструкторськими роботами. Предмет технічних наук формується у безпосередньої залежності від творчості техніки. У цьому - специфіка технічних наук, які являють собою засіб вдосконалення техніки, переосмислення природничих даних, відкриття технологічних методів та винаходу технічних конструкцій.

Як найважливішого фактора технічної творчості виступають правила, що передбачають досягнення міцності та надійності технічного засобу, зносостійкості та теплостійкості його деталей та ін. Ці правила утворюють рамки конструювання, виключаючи з нього те, що не відповідає виробленим технічною наукою критеріям функціонування машин. За підсумками правил і норм інженерної діяльності розробляються способи вирішення завдань.

Принципи виступають як передумови діяльності, як її організуюче та спрямовуюче початок. Отже, у предмет технічних наук входять як закономірності технічного об'єкта, а й закономірності технічного проектування, методи, правила, норми і принципи проектування техніки.

Методика проведення уроку.

Заходжу до кабінету №24, вітаюся з учнями.

Починається вступна частина уроку.

I. Вступна частина:

1. Організаційний момент: перевірка по рапорті час 2 хв.

Перевіряю наявність учнів по рапорті. На перевірку наявності учнів під час уроку відводжу 2 хвилини. Потім роблю опитування домашнього завдання.

2. Перевірка домашнього завдання: 15 хв.

Опитування

Опитування проводжу у вигляді 10 питань. Вони входять питання з пройденої теми. На тест відводжу 15 хвилин.

ТЕСТ

1 . Що вивчає предмет матеріалознавства

2. Провідникові матеріали

3. Напівпровідникові матеріали

4. Діелектричні матеріали

5. Лаки

6. Компаунди

7. Клей

8. Міцність

9. Пружність

10. Пластичність

Конструкційні сталі та сплави

Конструкційними називаються сталі, призначені для виготовлення деталей машин (машинобудівні сталі), конструкцій та споруд (будівельні сталі).

Вуглецеві конструкційні сталі Вуглецеві конструкційні сталі поділяються на сталі звичайної якості та якісні.

Сталі звичайної якості виготовляють наступних марок Ст0, Ст1, Ст2,..., Ст6 (зі збільшенням номера зростає вміст вуглецю). Ст4 - вуглецю 0.18-0.27%, марганцю 0.4-0.7%.

Стали звичайної якості, особливо киплячі, найдешевші. Сталі відливають у великі зливки, внаслідок чого в них розвинена ліквація і містять порівняно велику кількість неметалевих включень.

З підвищенням умовного номера марки сталі зростає межа міцності (sв) та плинності (s0.2) та знижується пластичність (d, y). Ст3сп має sв=380490МПа, s0.2=210250МПа, d=2522%.

Зі сталей звичайної якості виготовляють гарячекатаний рядовий прокат: балки, швелери, куточки, прутки, а також листи, труби та поковки. Стали в стані поставки широко застосовують у будівництві для зварних, клепанних та болтових конструкцій.

З підвищенням вмісту в сталі вуглецю зварюваність погіршується. Тому сталі Ст5 і Ст6 з більш високим вмістом вуглецю застосовують для елементів будівельних конструкцій, що не піддаються зварюванню.

Якісні вуглецеві сталі виплавляють з дотриманням більш строгих умов щодо складу шихти та ведення плавки та розливання. Зміст S<=0.04%, P<=0.0350.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений.

Якісні вуглецеві сталі маркують цифрами 08,10,15,...,85, які вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.

Низьковуглецеві сталі (С<0.25%) 05кп, 08,07кп, 10,10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. sв=330340МПа, s0.2=230280МПа, d=3331%.

Сталі без термічної обробки використовують для малонавантажених деталей, відповідальних зварних конструкцій, а також для деталей машин, що зміцнюються цементацією.

Середньовуглецеві сталі (0.3-0.5% С) 30,35,..., 55 застосовують після нормалізації, поліпшення та поверхневого гарту для найрізноманітніших деталей у всіх галузях промисловості. Ці сталі порівняно з низьковуглецевими мають більш високу міцність при нижчій пластичності (sв=500600МПа, s0.2=300360МПа, d=2116%). У зв'язку з цим їх слід застосовувати для виготовлення невеликих деталей або більших, але не вимагають наскрізного прожарювання.

Стали з високим вмістом вуглецю (0.6-0.85% С) 60,65,..., 85 мають високу міцність, зносостійкість і пружні властивості. З цих сталей виготовляють пружини та ресори, шпинделі, замкові шайби, прокатні валки тощо.

Леговані конструкційні сталі

Леговані сталі широко застосовують у тракторному та сільськогосподарському машинобудуванні, в автомобільній промисловості, важкому та транспортному машинобудуванні меншою мірою у станкобудуванні, інструментальній та інших видах промисловості. Це сталі застосовують для важко навантажених металоконструкцій.

Сталі, в яких сумарна кількість вмісту легуючих елементів не перевищує 2.5%, відносяться до низьколегованих, що містять 2.5-10% - до легованих, і більше 10% до високолегованих (вміст заліза понад 45%).

Найбільш широке застосування у будівництві отримали низьколеговані сталі, а машинобудуванні - леговані стали.

Леговані конструкційні сталі маркують цифрами та літерами. Двозначні цифри, що наводяться на початку марки, вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, літери праворуч від цифри позначають легуючий елемент. Приклад, сталь 12Х2Н4А містить 0.12%, 2% Cr, 4% Ni і відноситься до високоякісних, на що вказує в кінці марки буква ²А².

Конструкційні (машинобудівні) леговані сталі, що покращуються Сталі мають високу межу плинності, малу чутливість до концентраторів напруг, у виробах, що працюють при багаторазовому додатку навантажень, високу межу витривалості і достатній запас в'язкості. Крім того, покращувані сталі мають гарну прожарюваність і малу чутливість до відпускної крихкості.

При повній прожарюваності сталь має кращі механічні властивості, особливо опір крихкому руйнуванню - низький поріг холодноламкості, високе значення роботи розвитку тріщини КСТ і в'язкість руйнування К1с.

Хромисті сталі 30Х, 38Х, 40Х і 50Х застосовують для середньонавантажених деталей невеликих розмірів. Зі збільшенням вмісту вуглецю зростає міцність, але знижуються пластичність та в'язкість. Прожарювання хромистих сталей невелика.

Сталь 30Х - sв = 900МПа, s0.2 = 700МПа, d = 12%, y = 45%.

Хромомарганцеві сталі. Спільне легування хромом (0.9-1.2%) і марганцем (0.9-1.2%) дозволяє отримати сталі з досить високою міцністю та прожарюваністю (40ХГ). Однак хромомарганцеві сталі мають знижену в'язкість, підвищений поріг холодноламкості (від 20 до -60°С), схильність до відпускної крихкості та зростання зерна аустеніту при нагріванні.

Сталь 40ХГТР - sв = 1000МПа, s0.2 = 800МПа, d = 11%, y = 45%.

Хромокремнемарганцеві сталі. Високий комплекс властивостей мають хромокремнемарганцеві сталі (хромансил). Сталі 20ХГС, 25ХГС і 30ХГС мають високу міцність і хорошу зварюваність. Сталі хромансил застосовують також у вигляді листів та труб для відповідальних зварних конструкцій (самолетобудування). Сталі хромансил схильні до оборотної відпускної крихкості та обезуглерожування при нагріванні.

Сталь 30ХГС - sв = 1100МПа, s0.2 = 850МПа, d = 10%, y = 45%. Хромонікелеві сталі мають високу прожарювання, хорошу міцність і в'язкість. Вони застосовуються виготовлення великих виробів складної конфігурації, що працюють при динамічних і вібраційних навантаженнях.

Сталь 40ХН - sв = 1000МПа, s0.2 = 800МПа, d = 11%, y = 45%.

Хромонікелемолібденові сталі. Хромонікелеві сталі мають схильність до оборотної відпускної крихкістю, для усунення якої багато деталей невеликих розмірів з цих сталей охолоджують після високої відпустки в маслі, а більші деталі у воді для усунення цього дефекту стали додатково легують молібденом (40ХН2МА) або вольфрам.

Сталь 40ХН2МА - sв = 1100МПа, s0.2 = 950МПа, d = 12%, y = 50%.

Хромонікелемолібденованадієві сталі мають високу міцність, пластичність і в'язкість і низький порог холодноламкості. Цьому сприяє високий вміст нікелю. Недоліками сталей є складність їх обробки різанням і велика схильність до утворення флокенів. Сталі застосовують виготовлення найбільш відповідальних деталей турбін і компресорних машин.

Сталь 38ХН3МФА - sв = 1200МПа, s0.2 = 1100МПа, d = 12%, y = 50%.

Ресорно-пружинні сталі загального призначення

Ресорно-пружинні сталі призначені для виготовлення пружин, пружних елементів та ресор різного призначення. Вони повинні мати високий опір малим пластичним деформаціям, межею витривалості та релаксаційною стійкістю при достатній пластичності та в'язкості.

Для пружин малого перерізу застосовують вуглецеві сталі 65707585. Сталь 85 - s0.2 = 1100МПа, sв = 1150МПа, d = 8%, y = 30%.

Найчастіше для виготовлення пружин та ресор використовують леговані сталі.

Сталі 60С2ХФА і 65С2ВА, що мають високу прожарювання, хорошу міцність і релаксаційну стійкість застосовують для виготовлення великих високонавантажених пружин і ресор. Сталь 65С2ВА - s0.2 = 1700МПа, sв = 1900МПа, d = 5%, y = 20%. Коли пружні елементи працюють за умов сильних динамічних навантажень, застосовують сталь із нікелем 60С2Н2А.

Для виготовлення автомобільних ресор широко застосовують сталь 50ХГА, яка за технічними властивостями перевершує крем'янисті сталі. Для клапанних пружин рекомендується сталь 50ХФА, не схильна до перегріву та обезуглерожування.

Шарикопідшипникові сталі

Для виготовлення тіл кочення та підшипникових кілець невеликих перерізів зазвичай використовують високовуглецеву хромисту сталь ШХ15 (0.95-1.0% С та 1.3-1.65% Cr), а великих перерізів - хромомарганцеву сталь ШХ15СГ (0.95-1.05%, 0.95-1.05% С. 0.4-0.65% Si і 1.3-1.65% Mn), що прожарюється на велику глибину. Сталі мають високу твердість, зносостійкість і опір контактної втоми. До сталей пред'являються високі вимоги щодо змісту неметалевих включень, оскільки вони викликають передчасне руйнування втоми. Неприпустима також карбідна неоднорідність.

Для виготовлення деталей підшипників кочення, що працюють при високих динамічних навантаженнях, застосовують сталі 20Х2Н4А і 18ХГТ. Після газової цементації, високої відпустки, загартування та відпустки деталі підшипника зі сталі 20Х2Н4А мають на поверхні 58-62 HRC та в серцевині 35-45 HRC.

Зносостійкі сталі

Для деталей, що працюють на знос в умовах абразивного тертя та високих тисків і ударів, застосовують високомарганцеву литу аустенітну сталь 110Г13Л, що містить 0.9-1.3% і 11,5-14.5% Mn. Вона має такі механічні властивості: s0.2=250350МПа, sв=8001000МПа, d=3545%, y=4050%.

Сталь 110Г13Л має високу зносостійкість тільки при ударних навантаженнях. При невеликих ударних навантаженнях у поєднанні з абразивним зношуванням або при чистому зношуванні абразивного мартенситне перетворення не протікає і зносостійкість сталі 110Г13Л невисока.

Для виготовлення лопатей гідротурбін і гідронасосів, суднових гребних гвинтів та інших деталей, що працюють в умовах зношування при кавітаційній ерозії, застосовують сталі з нестабільним аустенітом 30Х10Г10,0Х14АГ12 і 0Х14Г12М, що випробовує при експлуатації часткове мартен.

Корозійно-стійкі та жаростійкі сталі та сплави

Жаростійкі сталі та сплави. Підвищення окалиностойкости досягається введенням в сталь головним чином хрому, а також алюмінію або кремнію, тобто. Елементів, що знаходяться у твердому розчині та утворюють у процесі нагрівання захисні плівки оксидів (Cr, Fe) 2O3, (Al, Fe) 2O3.

Для виготовлення різного роду високотемпературних установок, деталей печей і газових турбін застосовують жаростійкі феритні (12Х17,15Х25Т та ін) та аустенітні (20Х23Н13,12Х25Н16Г7АР, 36Х18Н25С2 та ін.) сталі,

які мають жароміцність. Сталь 12Х17 - sв = 520МПа, s0.2 = 350МПа, d = 30%, y = 75%.

Корозійностійкі сталі стійкі до електрохімічної корозії.

Сталі 12Х13 і 20Х13 застосовують для виготовлення деталей з підвищеною пластичністю, що піддаються ударним навантаженням (клапанів гідравлічних пресів, предметів домашнього вжитку), а також виробів, що зазнають дії слабко агресивних середовищ (атмосферних опадів, водних розчинів солей органічних кислот).

Сталі 30Х13 та 40Х13 використовують для карбюраторних голок, пружин, хірургічних інструментів і т.д.

Сталі 15Х25Т і 15Х28 використовують частіше без термічної обробки виготовлення зварних деталей, що працюють у більш агресивних середовищах і не піддаються дії ударних навантажень, при температурі експлуатації не нижче -20°С.

Підходжу до заключної частини уроку, у якій підбиваю підсумки уроку. Виділяю основні моменти теми, наголошую на необхідності вивчення цієї теми. Видаю домашнє завдання. Підбиваю підсумки уроку. Виставляю оцінки активним учням для заохочення їх потреби самоосвіти.

III. Заключна частина:час 3 хв.

1. Підбиття підсумків

Ще раз виділяю найбільш важливу інформацію на тему "Класифікація та основні властивості провідникових матеріалів."

2. Завдання додому: стор. 94 відповісти на запитання, Завдання № 3,4,6,8

3. Заключне слово викладача: Прощаюсь із учнями.

Подібні документи

Ознайомлення з типами та дидактичними принципами лекційного заняття. Розробка календарно-тематичного плану курсу "Наноматеріали та нанотехнології" для студентів закладів середньої професійної освіти. Складання планів-конспектів занять.

курсова робота , доданий 25.09.2010

Загальна характеристика документів планування у фізичному вихованні школярів. Опис основних їх різновидів. Структура навчальної програми. Зміст робочого (тематичного) плану. Сутність плану-конспекту уроку. Складання розкладу занять.

презентація , доданий 11.02.2014

Вивчення короткого конспекту навчального матеріалу на тему "Загальні відомості про волокна" предмета "Матеріалознавство". Логічний, дидактичний, психологічний та методичний аналіз навчального матеріалу. Складання структурної схеми, і навіть плану заняття.

курсова робота , доданий 16.02.2015

Методика навчання школярів машинної вишивки, необхідний при цьому інструментарій та матеріали. Аналіз навчальної програми по темі та розробка перспективно-тематичного плану. Складання плану-конспекту та сценарію уроків праці з машинної вишивки.

курсова робота , доданий 20.08.2009

Основні принципи навчання, їх система, характеристика та способи реалізації. Аналіз системи принципів дидактики, її значення під час вивчення теми "Грошово-кредитна система". Специфіка розробки календарно-тематичного плану та плану-конспекту уроку.

курсова робота , доданий 08.12.2009

Ознайомлення з рекомендаціями щодо складання різнорівневих завдань з метою контролю за якістю вивчення іноземної мови. Розгляд алгоритму написання тематичного плану типового уроку. Організація самостійної та практичної роботи учнів.

навчальний посібник, доданий 15.04.2010

Проблема організації контролю знань учнів та правильної оцінки рівня їх знань. Види контролю. Роль та значення тематичного контролю, що забезпечують ефективність навчального процесу, шляхи та методи проведення тематичного контролю знань учнів.

дипломна робота , доданий 01.05.2008

План-конспект уроку - основний документ щодо конкретного уроку на тему, його структура. Рекомендації щодо складання плану уроку та його проведення. Зразок плану-уроку виробничого навчання при вивченні теми "Різання" для слюсарів-ремонтників.

методичка , доданий 24.10.2012

Розробка уроку на тему "Вступ до мов програмування" відповідно до типових навчальних та календарно-тематичних планів навчання предмету "Мови програмування". Алгоритм проведення уроку: перевірка матеріалу, що пройшов, виклад нової теми.

курсова робота , доданий 25.09.2010

Матеріально-технічна база та схема керівництва навчально-виробничого комбінату. Вивчення календарно-тематичного плану вчителя технології. Технологічна карта уроку "Свердління отворів у суцільному металі". План-конспект позакласного заходу.

ВСІ УРОКИ ФІЗИКИ 11 клас
АКАДЕМІЧНИЙ РІВЕНЬ

1-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. Електричний струм

УРОК 12/23

Тема. Напівпровідникові прилади

Мета уроку: роз'яснити учням принцип роботи напівпровідникових приладів.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань		1. Чим обумовлена електронна провідність напівпровідника? 2. Чим обумовлена діркова провідність напівпровідника? 3. Які домішки називають донорними? акцепторними? 4. Яку домішку треба запровадити, щоб отримати напівпровідник n-типу? p-типу?
Демонстрації		Фрагменти відеофільму «Електричний струм у напівпровідниках».
Вивчення нового матеріалу		1. Напівпровідниковий діод. 2. Як працює транзистор? 3. Застосування напівпровідників. 4. Інтегральні мікросхеми.
Закріплення вивченого матеріалу		1. Якісні питання. 2. Вчимося вирішувати завдання.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Напівпровідниковий діод використовує односторонню провідність p-n-переходу. Такий діод має два контакти для приєднання до кола.

Часто кажуть, що у незначний опір діода у прямому напрямку і дуже великий опір – у зворотному. Однак це не зовсім точне твердження: по суті, для напівпровідників взагалі і особливо для електронно-діркових переходів не виконується закон Ома. Тому будь-якого постійного опору таких провідників немає.

Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода має вигляд:

Напівпровідникові діоди використовують для випрямлення струму змінного напрямку (такий струм називають змінним), а також для виготовлення світлодіодів. Напівпровідникові випрямлячі є високонадійними та мають значний термін використання.

Широко застосовують напівпровідникові діоди в радіотехнічних пристроях: радіо, відеомагнітофонах, телевізорах, комп'ютерах.

Надзвичайно важливими є напівпровідники транзисторах.

Транзистори - напівпровідникові прилади із двома p - n -переходами.

Головним елементом транзистора є напівпровідниковий кристал, наприклад германій, з введеними донорними і акцепторними домішками. Домішки розподілені так, що між напівпровідниками з однаковою домішкою (їх називають емітер та колектор) залишається тонкий шар германію з домішкою іншого типу – цей шар називають базою.

Транзистори бувають двох типів: p-n-p-транзистори (рис. а) і n-p-n-транзистори (рис. б).

У транзисторі p -n -p -типу в емітері і колекторі дірок значно більше, ніж електронів, а базі більше електронів; у транзисторі n -p -n -типу в емітері і колекторі електронів більше, ніж дірок, а базі більше електронів.

Розглянь роботу транзистора p - n - p -типу. Три виведення транзистора з ділянок з різними типами провідності включають до кола так, як показано на малюнку.

Якщо потенціал бази p - n - p -транзистора вищий за потенціал емітера, то струм не протікає через транзистор. Отже транзистор може працювати як електронний ключ. Якщо ж потенціал бази нижче потенціалу емітера, то навіть незначні зміни напруги між емітером і базою призводять до значних змін сили струму в колі колектора і, відповідно, зміни напруги на резисторі значного опору.

Розглянувши роботу транзистора, робимо висновок, що з допомогою транзистора можна посилювати електричні сигнали.

Тому транзистор став основним елементом багатьох напівпровідникових приладів.

Залежність електропровідності напівпровідників від температури дозволяє застосовувати їх у термісторах.

Термістор - напівпровідниковий терморезистор, електричний опір якого суттєво змінюється у разі підвищення температури.

Термистори застосовують як термометри для вимірювання температури.

У багатьох напівпровідниках зв'язок між електронами та атомами настільки незначний, що достатньо опромінити світлом кристали, щоб у них виникла додаткова кількість вільних носіїв зарядів.

Фоторезистори застосовуються в системах сигналізації та автоматики, дистанційного керування виробничими процесами, сортування виробів та ін.

Напівпровідникові діоди та транзистори є «цеглинками» дуже складних пристроїв, що називаються інтегральними мікросхемами.

Мікросхеми працюють сьогодні у комп'ютерах та телевізорах, мобільних телефонах та штучних супутниках, в автомобілях, літаках і навіть у пральних машинах.

Інтегральну схему виготовляють на платівці кремнію. Розмір платівки - від міліметра до сантиметра, причому на одній такій платівці може розміщуватися до мільйона компонентів - крихітних діодів, транзисторів, резисторів та ін.

Важливими перевагами інтегральних схем є висока швидкодія та надійність, а також низька вартість. Саме завдяки цьому на основі інтегральних схем вдалося створити складні, але багатьом доступні прилади, комп'ютери та предмети сучасної побутової техніки.

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. За допомогою якого досвіду можна переконатись у односторонній провідності напівпровідникового діода?

2. Чому база транзистора має бути дуже малим?

3. Яку провідність може мати основа транзистора?

Другий рівень

1. Чому струм у колекторі приблизно дорівнює струму в емітері?

2. У закритому ящику розміщено напівпровідниковий діод та реостат. Кінці приладів виведені назовні та приєднані до клем. Як визначити, які клеми належать діоду?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Як вплине працювати транзистора збільшення товщини його бази?

2. Відомо, що у кожному транзисторі є два p - n -переходи, які включені назустріч один одному. Чи можна замінити один транзистор двома включеними так само діодами?

1. Накресліть схему включення транзистора p - n - p посилення напруги.

2. Накресліть схему включення транзистора n - p - n посилення напруги.

3. Чому для отримання вольт-амперної характеристики напівпровідникового діода використовують дві різні схеми з'єднання приладів (див. рис. а, б)?

Рішення. І тут не можна вважати опір амперметра нескінченно малим, а опір вольтметра - нескінченно великим. Схему а не можна використовуватиме вимірювання зворотного струму через діод (практично весь струм піде через вольтметр). Схему не можна використовувати для вимірювання напруги прямого струму (напруга на амперметрі набагато перевищує напругу на діоді).

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОКУ

Транзистор - електронний прилад із напівпровідникового матеріалу, зазвичай з трьома висновками, що дозволяє керувати за допомогою слабкого вхідного сигналу електричним струмом електричного ланцюга.

За допомогою транзистора можна підсилювати електричні сигнали.

Напівпровідниковий пристрій, у якому використовують властивість провідника змінювати свій опір при освітленні, називають фоторезистором.

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 16 (п. 5, 6, 7, 8); підр-2: § 8.

Рів1 №6.6; 6.9; 6.15.

Рів2 №6.16; 6.17; 6.18.

Рів3 №6.28; 6.2; 6.30.

Фізичні властивості напівпровідників Напівпровідники матеріали, які за своєю питомою провідністю займають проміжне місце між провідниками та діелектриками. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідності із зростанням температури. Добре проводять електричний струм До них відносяться метали, електроліти, плазма … Найбільш використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe … Добре проводять електричний струм До них відносяться метали, електроліти, плазма … Найбільш використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe… Практично не проводять електричний струм До них відносяться пластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір… Практично не проводять електричний струм До них відносяться пластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір… Займають по провідності проміжне положення між провідниками та діелектриками Si, Ge, Se, In, As Займають по провідності проміжне положення між провідниками та діелектриками Si, Ge, Se, In, As

Фізичні властивості напівпровідників R (Ом) t (0 C) R0R0 метал напівпровідник Провідність напівпровідників залежить від температури. На відміну від провідників, опір яких зростає із зростанням температури, опір напівпровідників при нагріванні зменшується. Поблизу абсолютного нуля напівпровідники мають властивості діелектриків.

Електричний струм у напівпровідниках Напівпровідниками називають речовини, питомий опір яких убуває з підвищенням температури До напівпровідників відносяться кремній, германій, селен та ін.

Власна провідність напівпровідників За звичайних умов (невисоких температур) у напівпровідниках відсутні вільні заряджені частинки, тому напівпровідник не проводить електричний струм. Si

"Дірка" При нагріванні кінетична енергія електронів збільшується і найшвидші з них залишають свою орбіту. Під час розриву зв'язку між електроном та ядром з'являється вільне місце в електронній оболонці атома. Тут утворюється умовний позитивний заряд, званий «діркою». Si дірка + + вільний електрон

Домішна провідність напівпровідників Дозоване введення в чистий провідник домішок дозволяє цілеспрямовано змінювати його провідність. Тому для збільшення провідності в чисті напівпровідники впроваджують домішки, які бувають донорні та акцепторні. Додатки.

Діркові напівпровідники (р-типу) In + Si Термін «p-тип» походить від слова «positive», що означає позитивний заряд основних носіїв. Цей вид напівпровідників, окрім домішкової основи, характеризується дірковою природою провідності. У чотиривалентний напівпровідник (наприклад, кремній) додають невелику кількість атомів тривалентного елемента (наприклад, індія). Кожен атом домішки встановлює ковалентний зв'язок із трьома сусідніми атомами кремнію. Для встановлення зв'язку з четвертим атомом кремнію атом індію не має валентного електрона, тому він захоплює валентний електрон з ковалентного зв'язку між сусідніми атомами кремнію і стає негативно зарядженим іоном, внаслідок чого утворюється дірка. Домішки, які додають у цьому випадку, називаються акцепторними.

Електронні напівпровідники (n-типу) As Si Термін "n-тип" походить від слова "negative", що означає негативний заряд основних носіїв. Цей вид напівпровідників має домішкову природу. У чотиривалентний напівпровідник (наприклад, кремній) додають домішка пятивалентного напівпровідника (наприклад, миш'яку). У процесі взаємодії кожен атом домішки входить у ковалентну зв'язок з атомами кремнію. Однак для п'ятого електрона атома миш'яку немає місця у насичених валентних зв'язках, і він переходить на далеку електронну оболонку. Там для відриву електрона від атома потрібна менша кількість енергії. Електрон відривається і перетворюється на вільний. В даному випадку перенесення заряду здійснюється електроном, а не діркою, тобто даний вид напівпровідників проводить електричний струм подібно до металів. Домішки, які додають напівпровідники, внаслідок чого вони перетворюються на напівпровідники n-типу, називаються донорними.

Донорні домішки - це домішки, що віддають зайвий валентний електрон Напівпровідники з донорними домішками мають електронну провідність і називаються напівпровідниками n-типу. Акцепторні домішки – це домішки, які не мають електронів для утворення повного ковалентного зв'язку з сусідніми атомами. Напівпровідники з акцепторними домішками мають діркову провідність і називаються напівпровідниками p-типу.

Власна провідність напівпровідників Валентний електрон сусіднього атома, притягуючись до дірки, може перескочити у неї (рекомбінувати). При цьому на його колишньому місці утворюється нова «дірка», яка може аналогічно переміщатися по кристалу.

Власна провідність напівпровідників Якщо напруженість електричного поля в зразку дорівнює нулю, то рух електронів, що звільнилися, і «дірок» відбувається безладно і тому не створює електричного струму. Під впливом електричного поля електрони та дірки починають упорядкований (зустрічний) рух, утворюючи електричний струм. Провідність за цих умов називають власною провідністю напівпровідників. У цьому рух електронів створює електронну провідність, а рух дірок – дірочну провідність.

Діод Напівпровідниковий діод напівпровідниковий прилад з одним електричним переходом та двома висновками (електродами). На відміну з інших типів діодів, принцип дії напівпровідникового діода полягає в явище p-n-перехода. Вперше діод винайшов Джон Флемінг у 1904 році.

Типи та застосування діодів Діоди застосовуються в: перетворенні змінного струму в постійний детектуванні електричних сигналів захисті різних пристроїв від неправильної полярності включення комутації високочастотних сигналів стабілізації струму і напруги передачі та прийому сигналів Транзистор Електронний прилад з напівпровідникового матеріалу, зазвичай з трьома висновками, струмом в електричному ланцюзі. Зазвичай використовується для посилення, генерування та перетворення електричних сигналів. У 1947 році Вільям Шоклі, Джон Бардін і Уолтер Браттейн у лабораторіях Bell Labs вперше створили діючий біполярний транзистор.

ТАБЛИЦЯ 2

Календарно-тематичний план

Розробка уроку

План уроку

Предмет:Матеріалознавство та електрорадіоматеріали Група 636

Тема:Класифікація та основні властивості

а) навчальна: Ознайомити учнів із поняттями та основними властивостями провідникових матеріалів, розповісти про їх призначення

б) розвиваюча: Розвинути інтерес до матеріалознавства та електрорадіоматеріалів

в) виховна: Виробити потребу у самоосвіті

Тип уроку:Комбінований

Метод викладу:пошуковий

Наочні посібники:плакат №1, ПК

Час: 90 хв.

Хід уроку

I . Вступна частина:

1. Організаційний момент: перевірка по рапорті час 2 хв.

2. Перевірка домашнього завдання: 15 хв.

Письмове опитування за двома варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток1)

II . Основна частина:

1. Повідомлення мети нової теми

2. Викладення нового матеріалу час 40 хв.

а) Основні поняття

б) Класифікація провідників

в) Сфера застосування

3. Відповіді питання учнів час 10 хв.

4. Закріплення нового матеріалу протягом 20 хв.

Письмове опитування за 2 варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток 2)

III . Заключна частина:час 3 хв.

1. Підбиття підсумків

2. Завдання додому: стор. 440 відповіді питання, самостійно розглянути теми № 2, 3, 4, 5

3. Заключне слово викладача

Викладач

Список літератури

1. Лахтін Ю. М., Леонтьєва В. П. Матеріалознавство. - М: Машинобудування, 1990 р.

2. Технологічні процеси машинобудівного виробництва. За редакцією С. І. Богодухова, В. А. Бондаренко. - Оренбург: ОДУ, 1996

Додаток 1

ПИСЬМОВЕ ОПИТУВАННЯ за 2-ма варіантами

Варіант 1

1 . Що вивчає предмет матеріалознавства.

2. Види металів.

3. Класифікація металів

4. Алотропічне перетворення

5 . Властивості металів

Варіант 2

1. Визначення твердості металів

2. Механічні властивості

3. Пластичність

4. Витривалість

5. Технологічні властивості

Додаток 2

Письмове опитування

1 варіант

1. Напівпровідникові матеріали

2. Надпровідники

3. Кріопровідники

4. Характеристики напівпровідникових матеріалів

5. Гнучкість матеріалів

2 – варіант

1. Напівпровідникові матеріали.

2. Діелектричні матеріали

3. Пластичність

4. Пружність

5. Надпровідники

додаток 3

Конспект уроку на тему "Провідникові матеріали"

Взагалі філософські та загальнонаукові поняття в технічних науках виступають у ролі світоглядних та методологічних засобів аналізу та інтеграції науково-технічного знання.

Технічний об'єкт - це, безсумнівно, частина об'єктивної реальності, але особлива частина. Його виникнення та існування пов'язані із соціальною формою руху матерії, історією людини. Це визначає історичний характер технічного об'єкта. У ньому об'єктивуються виробничі функції суспільства, він виступає втіленням знань людей.

Виникнення техніки - це природно-історичний процес, результат виробничої діяльності.

Її вихідним моментом є "органи людини". Посилення, доповнення та заміщення робочих органів - соціальна необхідність, що реалізується шляхом використання природи та втілення у перетворюваних природних тілах трудових функцій.

Технічна практика виявляє себе у відношенні людини до техніки як об'єкта, до її частин та їх зв'язків.

Подолання цієї суперечності досягається у технології, у знаходженні типових технологічних операцій.

Урок фізики 11 клас

Тема урока:

«Напівпровідники.

Власна та домішкова провідність напівпровідників. Електричний струм у напівпровідниках»

Мета уроку

Сформувати в учнів поняття про природу електричного струму в напівпровідниках, про способи вимірювання їх властивостей під впливом температури, освітленості, домішок.
Сприяти розширенню політехнічного кругозору, мотивувати до вивчення предмета, удосконалювати здатність до сприйняття та аналізу технічної, наукової інформації.
Розвиток комунікативних компетенцій учнів, їх уміння працювати у колективі.

Матеріали та обладнання:

Комп'ютер, проектор, електронні матеріали на тему: «Напівпровідники»; картки - завдання для самостійної роботи в малих групах; набір напівпровідникових приладів НВП – 2; демонстраційний гальванометр; джерело постійного струму (4В); демонстраційний вимикач; електрична лампа 60-100Вт на підставці; електричний паяльник; сполучні дроти.

План проведення уроку:

Повторення вивченого та актуалізація теми уроку.
Пояснення матеріалу теми.
Самостійна робота учнів у групах.
Підбиття підсумків, завдання додому.

Повторення вивченого та актуалізація теми уроку (6хв).

Треба згадати:

Що таке електричний струм?
Що беруть за напрям струму?
Рухом яких частинок утворено електричний струм у металевих провідниках?
Чому у діелектриках не може виникати електричний струм?
Як ви вважаєте: чи існує в природі речовини, які за здатністю проводити електричний струм займають проміжне положення?

Та це напівпровідники. Ще трохи більше півстоліття тому вони не мали помітного практичного значення. В електротехніці та радіотехніці обходилися виключно провідниками та діелектриками. Але становище різко змінилося, коли теоретично, та був і було відкрито можливість керувати електричної провідністю напівпровідників.

У чому ж головна відмінність напівпровідників від провідників і які особливості їхньої будівлі дозволили широко використовувати напівпровідникові прилади практично у всіх електронних пристроях, дозволивши значно підвищити їхню надійність, багаторазово скоротити габарити, та й створити нові, про які доводилося тільки мріяти: створити стільникові телефони, мініатюрні комп'ютери тощо?

Пояснення матеріалів теми (15хв)

Визначення напівпровідників

Великий клас речовин, питомий опір яких більше, ніж у провідників, але менше, ніж у діелектриків та зі збільшенням температури дуже різко зменшується.

До них відносяться елементи таблиці Менделєєва: германій, кремній, селен, телур, індій, миш'як, фосфор, бор тощо. деякі з'єднання: сірчистий свиней, сірчистий кадмій, закис міді і т.д.

Будова напівпровідників.

Атомна структура кристалічних ґрат кремнію (проекція на екрані);
Порушення парноелектронних зв'язків під впливом зовнішніх факторів: підвищення температури, освітленості.

Демонстрації залежності електропровідності напівпровідників:

Rт 10к ФС - К1

Електронна провідність чистого напівпровідника (проекція)
Діркова провідність (проекція)

Є необхідність наголосити, що дірки не є реальними частинками. В обох видах провідності напівпровідників рухаються лише валентні електрони. Провідність відрізняється один від одного лише механізмом руху електронів. Електронна провідність обумовлена напрямом руху вільних електронів, а дірочна викликана рухом зв'язаних електронів, що переходять від атома до атома, по черзі заміняючи один одного у зв'язках, що еквівалентно руху дірок у протилежному напрямку.

Таким чином, у напівпровідниках два типи носіїв – електрони та дірки, концентрації яких у чистих напівпровідниках однакові – власна провідність, вона невелика.

Домішна провідність (проекція)

Істотно залежить провідність напівпровідників від наявності у їх кристалах домішок:

донорні домішки – пятивалентные елементи, легко віддають електрони (As, P) забезпечують кількісна перевага електронів над дірками, створюють провідність n – типу;
акцепторні домішки – тривалентні елементи (In, B), які приймають вільні електрони, утворюючи дірки. Створюється провідність p – типу.

Демонстрація домішок та провідності n – типу та p – типу:

n – тип p – тип

Особливий інтерес представляє перебіг струму окремо в напівпровідниках n – типу чи p – типу, а через контакт двох напівпровідників з різними типами провідності.

Самостійна робота учнів у групах (20хв)

Пропонується на добровільній основі сформувати групи з 4 учнів (це треба зробити до початку уроку, щоб уникнути хаотичних переміщень по кабінету та втраті часу).

Кожній групі видається завдання, яке слід виконати. Воно містить питання, якісні завдання різного рівня, розраховані як на письмові, і усні відповіді.

Підведення підсумків

Заслуховуємо відповіді представників груп на основні питання цієї теми, виправляємо помилки. Збираємо письмові звіти. Оцінки за роботу виставляємо після вивчення другої частини теми та виконання завдань на повторення з урахуванням КТУ кожного учня у групі.

Завдання додому: § 113; §114 підручника.

Категорії

Популярне