Yarıiletken teknolojisi dersinin ana hatları. (9. Sınıf). Konuyla ilgili dersin ana hatları (akış şeması): "Yarı iletkenlerde elektrik akımı Yarı iletken malzemeler konusunda ders planı

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size minnettar olacaklar.

Bilim ve Eğitim Bakanlığı

"I&WT" Bölümü

AÇIKLAYICI NOT

Makale terimine

Konuyla ilgili endüstriyel eğitimin organizasyonu ve metodolojisi: Malzeme bilimi ve elektro-radyo malzemeleri

Konu hakkında: Yarı iletken malzemeler

Giriş

ben . Metaller ve alaşımlar ile elektrik malzemeleri modern teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Modern elektronik enstrüman yapımı, cihazların önemli parametrelerinin, kullanılan elektro-radyo materyallerine ve üretim proseslerinin mükemmelliğine olduğu kadar devre çözümlerine bağlı olmadığı bir gelişim aşamasına ulaşmıştır. Malzeme bilimi konusu beş bölümden oluşmaktadır. İlk bölümün adı metaller ve alaşımlar hakkında genel bilgiler.

Metal sağlamdır.

Bir alaşım 2 veya daha fazla kimyasal elementin birleşimidir

Bileşen, alaşımı oluşturan maddelerdir.

II. İletken malzemeler, direnci düşük olan malzemelerdir.

III. Dielektrik malzemeler

Dielektrikler yalıtım malzemeleridir.

IV. Yarı iletken malzemeler, çalışma sırasında az miktarda enerji tüketen malzemelerdir.

V. Manyetik malzemeler - çekici özelliklere sahip.

Yapısal çelikler ve alaşımlar

Yapısal çelikler, makine parçalarının (makine yapım çelikleri), yapıların ve yapıların (yapı çelikleri) imalatı için amaçlanan çeliklerdir.

Karbon yapısal çelikler

Karbon yapısal çelikler, sıradan kalite ve yüksek kaliteli çelikler olarak sınıflandırılır.

Sıradan çelik St0, St1, St2, ..., St6 kalitelerinde üretilmektedir (sayı arttıkça karbon içeriği artar). St4 - karbon% 0.18-0.27, manganez% 0.4-0.7.

Çelik sınıfının koşullu sayısındaki artış ile nihai mukavemet (c) ve akma dayanımı (0.2) artar ve plastiklik (,) azalır. St3sp, h \u003d 380490MPa, 0.2 \u003d 210250MPa, \u003d% 2522'ye sahiptir.

Yüksek kaliteli karbon çelikler, yükün bileşimi ve eritme ve dökümün yürütülmesi açısından daha katı koşullar altında eritilir. İçerik S<=0.04%, P<=0.0350.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений.

Yüksek kaliteli karbonlu çelikler, ortalama karbon içeriğini yüzde yüzde biri cinsinden gösteren 08, 10, 15, ..., 85 sayılarıyla işaretlenmiştir.

Düşük karbonlu çelikler (GELEN<0.25%) 05кп, 08, 07кп, 10, 10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. в =330340МПа, 0.2 =230280МПа, =3331%.

Orta karbonlu çelikler (% 0,3-0,5 C) 30, 35, ..., 55, tüm endüstrilerde çok çeşitli parçalar için normalizasyon, iyileştirme ve yüzey sertleştirmeden sonra kullanılır. Düşük karbonlu çeliklerle karşılaştırıldığında, bu çelikler daha düşük bir plastiklikte daha yüksek mukavemete sahiptir (h \u003d 500600MPa, 0.2 \u003d 300360MPa, \u003d% 2116). Bu bakımdan sertleştirilebilirlik gerektirmeyen küçük veya daha büyük parçaların imalatında kullanılmalıdır.

Yüksek karbonlu çelikler (% 0.6-0.85 C) 60, 65, ..., 85 yüksek mukavemet, aşınma direnci ve elastik özelliklere sahiptir. Yaylar ve yaylar, miller, kilit pulları, merdaneler vb. Bu çeliklerden yapılır.

Alaşımlı yapısal çelikler

Toplam alaşım elementi miktarının% 2.5'i geçmediği çelikler düşük alaşımlı,% 2.5-10 alaşımlı ve% 10'dan fazla yüksek alaşımlı olarak sınıflandırılır (demir içeriği% 45'ten fazladır).

Düşük alaşımlı çelikler en çok inşaatta ve alaşımlı çelikler makine mühendisliğinde kullanılır.

Alaşımlı yapı çelikleri sayı ve harflerle işaretlenmiştir. Markanın başındaki iki basamaklı sayılar ortalama karbon içeriğini yüzde yüzlerce, sayının sağındaki harfler ise alaşım elementini gösterir.

İnşaat düşük alaşımlı çelikler

Düşük alaşımlı çelikler,% 0.22'den fazla olmayan C ve nispeten az miktarda eksik olmayan alaşım elementi içeren çelikler olarak adlandırılır:% 1.8'e kadar Mn,% 1.2'ye kadar Si,% 0.8'e kadar Cr ve diğerleri.

Bu çelikler arasında 09G2, 09GS, 17GS, 10G2S1, 14G2, 15KHSND, 10KhNDP ve diğerleri bulunur. Levha şeklinde çelik, kesit şekilleri, esas olarak ek ısıl işlem olmaksızın kaynaklı yapılar için inşaat ve makine mühendisliğinde kullanılır. Düşük alaşımlı, düşük karbonlu çelikler iyi kaynak yapar.

Büyük çaplı boruların üretimi için 17GS çelik kullanılır (0.2 \u003d 360MPa, w \u003d 520MPa).

Çeliklerin güçlendirilmesi

Betonarme yapıların güçlendirilmesi için, düz veya periyodik çubuk profili şeklinde karbon veya düşük karbonlu çelik kullanılır.

Çelik St5sp2 - w \u003d 50MPa, 0.2 \u003d 300MPa, \u003d% 19.

Soğuk şekillendirme için çelik

Yüksek şekillendirilebilirliği sağlamak için, çeliğin w / 0.2 oranı% 40'tan az olmamak üzere 0.5-0.65 olmalıdır. Ne kadar çok karbon içerirse, çeliğin damgalama özellikleri o kadar kötüdür. Akma gerilimini artıran silikon, şekillendirilebilirliği, özellikle çeliğin çekilebilirliğini azaltır. Bu nedenle, soğuk haddelenmiş kaynar çelikler 08kp, 08Fkp (% 0.02-0.04 V) ve 08Yu (% 0.02-0.07 Al) soğuk şekillendirme için daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yapısal (makine yapımı) yüzeyi sertleştirilmiş (nitrokarbürize edilmiş) alaşımlı çelikler

Karbonlama ile sertleştirilen parçaların üretimi için düşük karbonlu (% 0.15-0.25 C) çelikler kullanılır. Çeliklerdeki alaşım elementlerinin içeriği çok yüksek olmamalı, ancak yüzey tabakası ve çekirdek için gerekli sertleşebilirliği sağlamalıdır.

Krom çelikler 15X, 20X, 1,0-1,5 mm derinliğe kadar yapıştırılmış, basit şekilli küçük ürünlerin üretimi için tasarlanmıştır. Krom çelikler, karbonlu çeliklerle karşılaştırıldığında, çekirdekte biraz daha düşük süneklik ve sacı sertleştirilmiş tabakada daha iyi mukavemet ile daha yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir., Aşırı ısınmaya duyarlı ve düşük sertleşebilirlik.

Çelik 20Kh - w \u003d 800MPa, 0.2 \u003d 650MPa, \u003d% 11, \u003d% 40.

Krom vanadyum çelikleri... Krom çeliğin vanadyumla (% 0.1-0.2) alaşımlanması mekanik özellikleri (çelik 20HF) iyileştirir. Ek olarak, krom vanadyum çelikleri aşırı ısınmaya daha az eğilimlidir. Yalnızca nispeten küçük parçaların üretimi için kullanılırlar.

Tipik müfredat

Tipik müfredat orta uzmanlık eğitiminden mezun olan okulların asgari içeriği ve eğitim seviyesi için eyalet gerekliliklerini uygulamak üzere tasarlanmış bir belgedir. Disiplinlerin genel bir listesini ve bunların uygulanması için gereken süreyi, türlerini ve asgari uygulama süresini, yaklaşık bir sınıf, laboratuvar ve atölye listesini tanımlar. Müfredat ayrıca tüm çalışma süresi boyunca en fazla üç disiplinde ders tasarımı sağlar. Endüstriyel uygulama türleri ve süreleri, belirli bir uzmanlık alanı için tipik eğitim uygulamasına göre belirlenir. Eğitim sürecinin takvimi, doğası gereği tavsiye niteliğindedir ve teorik eğitimin, sınav oturumlarının ve akademik yılı biten kış ve yaz tatillerinin zamanlamasının zorunlu olarak gözetilmesi ile eğitim kurumu tarafından ayarlanabilir (bkz.Tablo 1).

TABLO 1

İsim

eğitim süreci,

akademik disiplin

Sömestre göre dağılım

Kontrol sayısı

Saat sayısı

Derslere ve yarıyıllara göre dağılım

Sınavlar

Ders dışı proje

Theo-ret. meşgul

Laboratuvar uygulaması

Malzeme Bilimi

ve elektro-radyo malzemeleri

Müfredattan "Malzeme Bilimi ve Elektro-Radyo Malzemeleri" konusunda 60 saatin ayrıldığı görülmektedir. Bunlardan 44'ü teorik ve 16'sı pratiktir. Minimum test sayısı 2 testtir. Laboratuvar sınıfları var. Kurs, kurs projesi, kredisiz. 2. yılda "Malzeme Bilimi ve Elektro-Radyo Malzemeleri" konusu işlenmektedir. Eğitimin 3. yarıyılında 18 hafta, haftada 2 saat: 3. yarıyılda 18 * 2 \u003d 36 saat çalışılır. Çalışmanın 4. yarıyılında 12 hafta, haftada 2 saat: 4. yarıyılda 12 * 2 \u003d 24 saat çalışılır. 3. ve 4. dönem için toplam: 36 + 24 \u003d 60 saat, 2. yılda bu konuyu tam olarak okuyorlar.

Tematik plan

Tematik plan - müfredatın bir parçasıdır. Eğitim programı - Bu, çalışılan materyalin içeriğini çalışma yıllarına ve bölümlere (konular) göre açıklayan bir belgedir. Tematik plan, konuları içeren bölümlerden oluşur. Tematik plan, saatleri toplam saatlerden bölümlere ayırır. "Malzeme Bilimi ve Elektro-Radyo Malzemeleri" konulu tematik planda "İletken Malzemeler" bölümünde 12 saat verilmiştir.

TABLO 2

Konu adı

Saat sayısı

Teorik dersler

Bölüm 4. İletken malzemeler

Yüksek iletkenlik malzemeleri

Süperiletkenler ve kriyo iletkenler

İletkenlerin elektriksel iletkenliği

Ölçek

Takvim tematik plan

Takvim tematik plan -bir muhasebe belgesinin planlanması, amaçları, seçilen konudaki derslerin konusunu, yöntem türünü ve ekipmanını belirlemektir. Takvim tematik bir plan hazırlamak, ders sistemleştirmesi oluşturmanın ilk adımıdır. Buradaki orijinal belge müfredattır. Tematik takvim planı, disiplinler arası bağlantılar sağlar. Takvim tematik plan müfredatla tutarlıysa, ders planı oluştururken tematik plana göre yönlendirilirler. Takvim tematik plan (bkz. Tablo 3).

Ders geliştirme

Müfredatı inceleyen öğretmen, her konuyu dikkatlice analiz eder, bu da eğitimin içeriğini net bir şekilde tanımlamayı, disiplinler arası bağlantılar kurmayı mümkün kılar. Müfredat temelinde, takvim tematik bir plan hazırlanır ve takvim tematik plan temelinde bir ders planı hazırlanır. Dersin amacı ve içeriği belirlenirken müfredattan kaynaklanan kayıt içeriği, öğrencilerin bu derste öğrenmeleri gereken beceriler ve yetenekler belirlenir. Önceki dersleri analiz ederek ve sorunlarının ne ölçüde çözüldüğünü belirleyerek, eksikliklerin nedenini bulurlar ve buna dayanarak bu dersin yürütülmesinde hangi değişikliklerin yapılması gerektiğini belirlerler. Dersin yapısını ve her bir bölümü için zamanı ana hatlarıyla belirtirler, ders sırasındaki eğitim çalışmasının içeriğini ve doğasını oluştururlar.

Ders planı

Şey: Malzeme Bilimi ve Elektro-Radyo Malzemeleri Grubu 636

Konu:Sınıflandırma ve temel özellikler

a) eğitim: Öğrencileri iletken malzemelerin kavramları ve temel özellikleri ile tanıştırmak için amaçlarından bahsedin

b) geliştirme: Malzeme bilimi ve elektro-radyo malzemelerine ilgi duymak

c) eğitim: Kendi kendine eğitim için bir ihtiyaç geliştirin

Ders türü: Kombine

Sunum yöntemi:arama

Görsel yardımlar: 1 numaralı poster, PC

Zaman:90 dakika

Dersler sırasında

ben... Giriş bölümü:

Tahtada iki seçenek + 3 çalışma üzerine yazılı anket (ek 1)

II... Ana bölüm:

1. Yeni konunun amacını yayınlayın

2. Yeni malzeme süresinin sunumu 40 dak.

a) Temel kavramlar

b) İletkenlerin sınıflandırılması

c) Uygulama kapsamı

3. Öğrencilerin sorularına cevap verme süresi 10 dk.

4. Yeni malzemenin sabitlenmesi, süre 20 dak.

Tahtada 2 seçenek + 3 çalışma üzerine yazılı anket (Ek 2)

III... Son bölüm:zaman 3 dak.

1. Özetleme

2. Evde ödev: s. 440 sorulara cevaplar, bağımsız olarak 2, 3, 4, 5 numaralı konuları dikkate alın

3. Öğretmenden son sözler

Öğretmen

Referans listesi

1. Lakhtin Yu.M., Leontyeva VP Malzeme bilimi. - M: Makine Mühendisliği, 1990

2. Mühendislik üretiminin teknolojik süreçleri. S. I. Bogodukhov, V. A. Bondarenko tarafından düzenlenmiştir. - Orenburg: OSU, 1996

uygulama1

YAZILI ANKET2 seçeneğe göre

seçenek 1

1 . Bu malzeme bilimi konusunu inceler.

2. Metal türleri.

3. Metallerin sınıflandırılması

4. Allotropik dönüşüm

5 ... Metal özellikleri

seçenek 2

1. Metallerin sertliğinin belirlenmesi

2. Mekanik özellikler

3. Plastik

4. Dayanıklılık

5. Teknolojik özellikler

Ek 2

Yazılı anket

1 - seçenek

1. Yarı iletken malzemeler

2. Süperiletkenler

3. Kriyoproblar

4. Yarı iletken malzemelerin özellikleri

5. Malzemelerin esnekliği

seçenek 2

1. Yarı iletken malzemeler.

2. Dielektrik malzemeler

3. Plastisite

4. Esneklik

5. Süperiletkenler

uygulama3

Konuyla ilgili ders özeti" İletken Malzemeler"

Toplum yaşamında teknolojinin ve teknik bilginin artan rolü, bilimin bilimsel ve teknolojik gelişmelere bağımlılığı, artan teknik ekipman, askeri-teknik bilgi dahil olmak üzere çeşitli bilgi alanlarındaki problemleri çözmek için teknik bir yönteme dayanan yeni yöntem ve yaklaşımların yaratılması ile karakterizedir. Modern teknik bilgi ve teknik aktivite anlayışı, geleneksel problemler yelpazesi ve özellikle karmaşık hesaplama sistemleri teknolojisi, yapay zeka problemleri, sistem mühendisliği vb. İle teknoloji ve mühendislikteki yeni yönlerle ilişkilidir.

Teknik bilgi kavramlarının özellikleri, öncelikle teknik nesnelerin ve teknolojik süreçlerin yansıması konusunun özelliklerine göre belirlenir. Teknik bilgi nesnelerinin diğer bilginin nesneleriyle karşılaştırılması, özellikle yapı, tutarlılık, organizasyon vb.Gibi özelliklere genişleyerek, belirli ortaklıklarını gösterir. Bu tür ortak özellikler, "mülkiyet", "yapı", "sistem", "organizasyon" vb. Genel bilimsel kavramlarda yansıtılmaktadır. Tabii ki, teknik, askeri-teknik, doğa bilimleri ve sosyal-bilimsel bilginin nesnelerinin ortak özellikleri, "madde", "hareket", "neden", "sonuç" gibi felsefi kategorilerde yansıtılmaktadır. Hem askeri hem de teknik bilimlerde genel bilimsel ve felsefi kavramlar kullanılmaktadır. ancak ayrıntılarını ifade etmeyin. Aynı zamanda, teknik, askeri-teknik bilgi nesnelerinin içeriğini ve bunları yansıtan teknik bilimler kavramlarını daha derinlemesine, daha tam anlamaya yardımcı olurlar.

Genel olarak, teknik bilimlerdeki felsefi ve genel bilimsel kavramlar, bilimsel ve teknik bilginin analizi ve entegrasyonu için ideolojik ve metodolojik araçlar olarak hareket eder.

Teknik bir nesne kuşkusuz nesnel gerçekliğin bir parçası, ancak özel bir parçasıdır. Kökeni ve varlığı, maddenin hareketinin sosyal biçimi, insan tarihi ile ilişkilidir. Bu, teknik nesnenin tarihsel doğasını belirler. Toplumun üretim işlevlerini somutlaştırır, insanların bilgisinin somutlaşmış halidir.

Teknolojinin ortaya çıkışı, insan üretim faaliyetlerinin sonucu olan doğal bir tarihsel süreçtir.

Başlangıç \u200b\u200bnoktası "insan organları" dır. Çalışma organlarının güçlendirilmesi, tamamlanması ve değiştirilmesi, doğanın kullanılması ve dönüştürülmüş doğal bedenlerde emek işlevlerinin somutlaşması yoluyla gerçekleştirilen toplumsal bir gerekliliktir.

Teknolojinin oluşumu, araç yapımı, doğal vücutları hedefe ulaşmak için uyarlama sürecinde gerçekleşir. Ve bir el baltası ve köprü görevi gören bir ağaç gövdesi vb. - tüm bunlar bireyi güçlendirmenin, faaliyetlerinin verimliliğini artırmanın araçlarıdır. Teknik bir işlevi yerine getiren doğal bir nesne, potansiyeliyle zaten teknik bir nesnedir. Parçalarının yarı zamanlı çalışması nedeniyle cihazının fizibilitesini ve yapıcı iyileştirmelerin kullanışlılığını düzeltir.

Bir yapının bütünlük olarak pratik olarak tanımlanması, teknik bir nesnenin fiili varlığını gösterir. En önemli özellikleri, fonksiyonel kullanım, doğa için alışılmadık bir malzeme kombinasyonu, malzeme özelliklerinin sistemin bileşenleri arasındaki ilişkiye tabi olmasıdır. Teknik tasarım, bileşenlerin bağlantısıdır; bu prosedür, kendi kendini imha etme dışında aletin en uzun ve en etkili çalışmasını sağlar. Bir parça, bir yapının bir bileşeni olarak, onun için başlangıç \u200b\u200bve bölünmez bir birim olarak hareket eder. Ve son olarak, teknik inşaatın yardımıyla, sosyal aktivite yolu üretilebilirliğe ulaşır. Teknoloji, sosyal pratiğin, teknik bir araçla dönüştürülmüş bir nesnenin etkileşimi ile temsil edilen, maddi dünyanın yasaları tarafından belirlenen ve teknoloji tarafından düzenlenen tarafıdır.

Teknik pratik, insanın teknolojiye bir nesne olarak, parçalarıyla ve bunların bağlantılarıyla olan ilişkisinde kendini gösterir.

Operasyon, üretim ve tasarım birbiriyle yakından ilişkilidir ve bir tür teknik uygulama gelişimini temsil eder. Bir sömürü nesnesi olarak teknoloji, korunması ve düzenlenmesi kullanımı için vazgeçilmez bir koşul olan belirli bir maddi ve işlevsel bütünlük görevi görür. Operasyonun itici çelişkisi, ekipmanın çalışma koşulları ile işlevsel özellikleri arasındaki tutarsızlıktır. İşlevsellik, sabit çalışma koşullarını varsayar ve çalışma koşulları değişme eğilimindedir.

Bu çelişkinin üstesinden gelmek, teknolojide, standart teknolojik işlemlerin bulunmasında sağlanır.

Teknolojinin iç çelişkisi, kullanılan doğal süreçler ile güvenilirliğini ve verimliliğini artırma ihtiyacı arasındaki tutarsızlıktır. Bu çelişkinin üstesinden gelmek, doğanın daha temel yasalarını kullanabileceğiniz daha mükemmel bir tekniğin inşasıyla sağlanır. Teknik, teknolojiye göre pasif değildir; araçlar amacı etkiler.

Yeni teknoloji teknolojiyi değiştirir, teknolojinin kendisi inşa edilen teknolojinin içsel özelliklerini gerçekleştirmenin bir aracı haline gelir.

İnşaatta, teknik bir nesnenin sosyal özü en eksiksiz şekilde ortaya çıkar. Toplumun belirlediği üretim işlevine göre yapıcı bir yapı sentezler. Teknoloji, toplumun gelişmesi için bir koşul oluşturur, onun doğa ile ilişkisine aracılık eder, insan ile doğa arasındaki çelişkileri çözmenin bir aracıdır. Teknik nesne, bir kişinin üretim taşıyıcısı, teknolojik işlevleridir. Teknik ilerleme olmadan, toplumun sosyal homojenliğini ve her bireyin çok yönlü gelişimini sağlamak imkansızdır.

Teknik bir nesnenin özellikleri teknik uygulamada ortaya çıkar ve teknolojinin çalışma, üretim ve iyileştirme yöntemleri bilgisinde sabitlenir. Bir teknik cihazın parçaları ve "teknik nesnelerin" oluşumu arasında deneysel olarak bulunan oranlar, teknik cihazlar hakkında, temel bileşenleri ve özellikleri hakkında nispeten istikrarlı bilgiler. Bu tür nesneler biçiminde, örneğin kaldırma ve taşıma mekanizmalarının açıklamaları, saatler, en önemli el sanatları ve malzemeler oluşturuldu.

Makine teknolojisine geçiş, çalışma araçlarının mekanizmalara aktarılması, "makine" kavramının teorik olarak geliştirilmesini ve çeşitli idealleştirmelerinin (kinematik çift, kuvvetlerin dinamikleri, yapı) elde edilmesini gerektiren yaşamdaki teknik cihazların tasarımını beraberinde getirdi.

Teknik bilim kavramlarının oluşumu, doğa bilimleri, özellikle teorik mekanik, çalışma sırasında ortaya çıkan düzenliliklerden etkilenir. Aynı zamanda, teknik tasarım kavramının teknik bilgi içinde ifade edildiği kabul edilmelidir. Tarihsel olarak, istenen etkiyi sağlayan bir makine, mekanik bir parça seti ve bunların düzenli ilişkileri hakkında bir hükümler sistemi olarak oluşturulmuştur.

Teknik disiplinlerin oluşumu çeşitli şekillerde gerçekleşti. Motorlarla ilgili mühendislik disiplinleri, doğa bilimlerinin sonuçlarına, doğa kanunlarının bilgisine ve fizik kanunlarının teknolojiye uygulanmasına dayanır. Teknik kinematik, makine dinamiği ve makine parçalarının teorisi uygulamalı niteliktedir. Bu disiplinler, teorik mekanik ve tanımlayıcı geometri temelinde oluşturulmuş ve bu da özel bir dilin yaratılmasıyla sonuçlanmıştır.

Teknik bilimler sadece doğa bilimini teknolojiye uygulayarak değil, aynı zamanda asırlık teknoloji deneyimini kullanarak, onu anlayarak ve ona mantıksal olarak net bir form vererek oluşturuldu. Böylelikle çeşitli makinelerin bilimleri, malzeme bilimi vb. Oluşmuş, uygulamada test edilen bu teknik disiplinlerin ampirik verileri korunmuş ve genel makine bilimine dahil edilmiştir. Ve şimdiye kadar, ekipmanın üretimi ve çalıştırılması için birçok teknik uygun bir teorik temel almamıştı.

Teknik bilimin oluşumu, bazı mekanizmalar on yıllar ve hatta yüzyıllar boyunca parça parça geliştirildiğinde, el işçiliğinin teknolojiye yönelik tutumuna son verdi. Bir makinenin hareketin üretim için gerekli bir forma dönüşmesi ve özünde kinematik çiftlerden oluşan anlayış, 19. yüzyılda çeşitli teknik cihazların bilimsel tasarımının temelini oluşturdu.

Söylenenlere göre, teknik bilimin amacını araştırdığı açıktır, ancak el işçiliğinin, bilimsel kanıt olmadan yaratılan manuel araçların işleyişini açıklayabilecektir. Teknik bilimin amacı, teknolojinin temel ve gerekli özelliklerinin vurgulanması, bir makinenin tasarlanması sürecinde oluşur. Makine, bileşenleri, aralarındaki ilişki, bileşimleri, bileşenlerin doğal temeli ve teknolojik süreç, teknik bilimin bir amacıdır. Teknik bilimin amacı, bilimsel ve teknik bilgi kaynağıdır. Araştırmaları özellikle yapıcı yapılar ve bunların unsurlarını sağlar. Yapıda, istikrar, tekrarlanabilirlik, gereklilik,

makinenin elemanlarının kompozisyonunun düzenliliği. Yapı ile ilgili olarak, makinenin bileşeni bir eleman olarak görünür. Yapısal bir öğenin zihinsel alımı, fiziksel boyuttan soyutlama ve bileşenin doğal temeli ile ilişkilidir. Sonuç olarak, tüm bilimsel ve teknik kavramlar teknik bir nesnenin yansımasıdır.

"Teknik nesne" ve "teknik bilimin nesnesi" kavramları, teknolojinin felsefi analizinde ve bilimsel ve teknik bilgide farklı bir metodolojik işlev görür. "Teknik nesne" kavramı, nesnel dünyanın pratikte fiilen değişen tarafını yakalar. Teknik bir nesne felsefi, sosyal, doğa ve teknik bilimlere yansıtılır ve bilim her seferinde kendi konu alanını izole eder. "Teknik bilimin nesnesi" kavramı, teknik bilimlerin konusunu ve bunların nesnel gerçeklikle ilişkisini düzeltir. Teknik bilimlerin ana amacı makinedir, çünkü onun yardımıyla teknolojik süreç düzenlenir ve onun tarafından düzenlenir. Makine, insan emeğini kolaylaştırır ve yerini alır, amaca ulaşmak için bir araç olarak hizmet eder.

Teknik bilimde, unsurların incelenmesi, ilişkileri ve teknik yapıları öncelikle ayırt edilir. Teknik bilim konusunun oluşturulması için, toplum için faydalı üretim fonksiyonlarının somutlaştığı teknik unsurların, bunların ilişkilerinin ve olası yapılarının vurgulanması, açıklanması ve açıklanması önemlidir. Ancak teknik bilim burada bitmiyor. Yeni teknik yapıların, hesaplama yöntemlerinin ve tasarım formlarının sentezine ilişkin kuralları içerir.

Tasarım kuralları ve normları, grafik ve analitik hesaplama yöntemleri, teknik bilimi teknik yaratıcılığa, tasarıma ve mühendislik çalışmasına yakınlaştırır. Teknik bilimler konusu, teknolojinin yaratıcılığına doğrudan bağlı olarak şekillenir. Bu, teknolojiyi geliştirmenin, doğa bilimleri verilerini yeniden düşünmenin, teknolojik yöntemleri keşfetmenin ve teknik yapıları icat etmenin bir aracı olan teknik bilimlerin özgüllüğüdür.

Teknik yaratıcılığın en önemli faktörü, bir teknik aletin sağlamlığı ve güvenilirliğini, parçalarının aşınma direncini ve ısı direncini, vb. Sağlayan kurallardır. Bu kurallar, teknik bilim tarafından geliştirilen makinelerin işleyiş kriterlerine uymayanlar dışında bir tasarım çerçevesi oluşturur. Problem çözme yöntemleri, mühendislik faaliyetinin kuralları ve normları temelinde geliştirilir.

İlkeler, organizasyon ve yol gösterici ilke olarak faaliyet için ön koşul görevi görür. Bu nedenle, teknik bilimler konusu sadece teknik bir nesnenin yasalarını değil, aynı zamanda teknik tasarım yasalarını, yöntemleri, kuralları, normları ve mühendislik tasarım ilkelerini de içerir.

Ders metodolojisi.

24 numaralı odaya gidiyorum, öğrencileri selamlıyorum.

Dersin giriş kısmı başlıyor.

ben... Giriş bölümü:

1. Organizasyonel an: rapor süresine göre kontrol edin 2 dk.

Rapora göre öğrencilerin varlığını kontrol ediyorum. Derste öğrencilerin uygunluğunu kontrol etmek için 2 dakika sürüyorum. Sonra bir ev ödevi anketi yaparım.

2. Ödev kontrolü: süre 15 dakika.

Röportaj

10 soru şeklinde bir anket yapıyorum. Kapsanan konuyla ilgili sorular içerirler. Test için 15 dakikam var.

ÖLÇEK

1 . Malzeme bilimi konusunu ne inceliyor?

2. İletken malzemeler

3. Yarı iletken malzemeler

4. Dielektrik malzemeler

5. Vernikler

6. Bileşikler

7. Tutkal

8. Dayanıklılık

9. Esneklik

10. Plastisite

Yapısal çelikler ve alaşımlar

Yapısal çelikler, makine parçalarının (makine yapım çelikleri), yapıların ve yapıların (yapı çelikleri) imalatı için amaçlanan çeliklerdir.

Karbon Yapısal Çelikler Karbon yapı çelikleri, sıradan kalite ve yüksek dereceli çelikler olarak sınıflandırılır.

Sıradan kalitede çelikler aşağıdaki St0, St1, St2, ..., St6 kalitelerinden yapılır (sayı arttıkça karbon içeriği artar). St4 - karbon% 0.18-0.27, manganez% 0.4-0.7.

Sıradan kalitede çelikler, özellikle kaynayan olanlar en ucuzudur. Çelikler büyük külçelere dökülür, bunun bir sonucu olarak içlerinde sıvılaşma oluşur ve nispeten büyük miktarda metalik olmayan kapanımlar içerirler.

Çelik sınıfının koşullu sayısındaki bir artışla, nihai mukavemet (sw) ve akma dayanımı (s0.2) artar ve plastiklik (d, y) azalır. St3sp, sv \u003d 380490MPa, s0.2 \u003d 210250MPa, d \u003d% 2522'ye sahiptir.

Sıradan kalitede çeliklerden sıcak haddelenmiş stok üretilir: kirişler, kanallar, köşebentler, çubuklar, ayrıca levhalar, borular ve dövmeler. Tedarik edildiği şekliyle çelik, kaynaklı, perçinli ve cıvatalı yapılar için inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çelikte artan karbon içeriği ile kaynaklanabilirlik bozulur. Bu nedenle, daha yüksek karbon içeriğine sahip St5 ve St6 çelikler, kaynak yapılmayan yapı yapılarının elemanları için kullanılır.

Yüksek kaliteli karbonlu çelikler, yükün bileşimi ve eritme ve dökümün yürütülmesi açısından daha katı koşullar altında eritilir. İçerik S<=0.04%, P<=0.0350.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений.

Yüksek kaliteli karbonlu çelikler, ortalama karbon içeriğini yüzde yüzde biri cinsinden gösteren 08, 10, 15, ..., 85 sayılarıyla işaretlenmiştir.

Düşük karbonlu çelikler (C<0.25%) 05кп, 08,07кп, 10,10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. sв=330340МПа, s0.2=230280МПа, d=3331%.

Isıl işlem görmemiş çelikler, hafif yüklü parçalar, kritik kaynaklı yapılar ve ayrıca karbonlama ile sertleştirilmiş makine parçaları için kullanılır.

Orta karbonlu çelikler (% 0,3-0,5 C) 30,35, ..., 55, tüm endüstrilerde çok çeşitli parçalar için normalizasyon, iyileştirme ve yüzey sertleştirmeden sonra kullanılır. Düşük karbonlu çeliklerle karşılaştırıldığında, bu çelikler daha yüksek mukavemete ve daha düşük sünekliğe sahiptir (sw \u003d 500600MPa, s0.2 \u003d 300360MPa, d \u003d 2116%). Bu bakımdan, küçük veya daha büyük parçaların imalatı için kullanılmalı, ancak sertleştirilebilirlik gerektirmemelidir.

Yüksek karbon içerikli (% 0,6-0,85 C) 60, 65, ..., 85 yüksek mukavemet, aşınma direnci ve elastik özelliklere sahiptir. Yaylar ve yaylar, miller, kilit pulları, merdaneler vb. Bu çeliklerden yapılır.

Alaşımlı yapısal çelikler

Alaşımlı çelikler, traktör ve tarımsal makine yapımında, otomotiv endüstrisinde, ağır ve nakliye makinelerinin yapımında, daha az ölçüde takım tezgahı yapımında, alet ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çelikler, ağır yüklü metal yapılar için kullanılır.

Toplam alaşım elementi miktarının% 2.5'i geçmediği çelikler düşük alaşımlı,% 2.5-10 alaşımlı ve% 10'dan fazla yüksek alaşımlı olarak sınıflandırılır (demir içeriği% 45'ten fazladır).

Düşük alaşımlı çelikler en çok inşaatta, alaşımlı çelikler ise makine mühendisliğinde kullanılır.

Alaşımlı yapı çelikleri sayı ve harflerle işaretlenmiştir. Markanın başındaki iki basamaklı sayılar ortalama karbon içeriğini yüzde yüzlerce, sayının sağındaki harfler ise alaşım elementini gösterir. Örneğin çelik 12X2H4A,% 0.12 C,% 2 Cr,% 4 Ni içerir ve kalitenin sonunda ²A² harfiyle belirtildiği gibi yüksek kaliteyi ifade eder.

Yapısal (makine yapımı) geliştirilmiş alaşımlı çelikler Çelikler, tekrarlanan yük uygulamaları altında çalışan ürünlerde yüksek bir akma noktasına, gerilim yoğunlaştırıcılara karşı düşük hassasiyete, yüksek bir dayanıklılık sınırına ve yeterli bir tokluk marjına sahiptir. Ek olarak, tavlama çelikleri iyi sertleşebilirliğe ve temper kırılganlığına karşı düşük hassasiyete sahiptir.

Tam sertleşebilirlik ile çelik, daha iyi mekanik özelliklere, özellikle kırılgan kırılmaya karşı direnç - düşük bir soğuk kırılganlık eşiği, yüksek bir çatlak yayılma KST iş değeri ve kırılma tokluğu K1c'ye sahiptir.

Orta yüklü küçük parçalar için 30X, 38X, 40X ve 50X krom çelikler kullanılır. Artan karbon içeriği ile mukavemet artar, ancak süneklik ve tokluk azalır. Kromlu çeliklerin sertleşebilirliği düşüktür.

Çelik 30Kh - sv \u003d 900MPa, s0.2 \u003d 700MPa, d \u003d% 12, y \u003d% 45.

Krom-manganlı çelikler. Krom (% 0,9-1,2) ve manganez (% 0,9-1,2) ile ortak alaşımlama, yeterince yüksek mukavemete ve sertleşebilirliğe (40KhG) sahip çeliklerin elde edilmesini mümkün kılar. Bununla birlikte, krom-manganez çelikleri daha düşük bir tokluğa, yüksek bir soğuk kırılganlık eşiğine (20'den -60 ° C'ye), ısıtıldığında kırılganlığı yumuşatmaya ve östenit tane büyümesine eğilimlidir.

Çelik 40KhGTR - sv \u003d 1000MPa, s0.2 \u003d 800MPa, d \u003d% 11, y \u003d% 45.

Krom silikon manganez çelikler. Kromosilikon-manganez çelikleri (kromansil) yüksek bir dizi özelliğe sahiptir. 20KhGS, 25KhGS ve 30KhGS çelikleri yüksek mukavemete ve iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir. Chromansil çelikler ayrıca kritik kaynaklı yapılar (uçak yapımı) için levha ve boru şeklinde kullanılır. Chromansil çelikler, ısıtıldığında tersinir temper kırılganlığına ve dekarbürizasyona eğilimlidir.

Çelik 30KhGS - sv \u003d 1100MPa, s0.2 \u003d 850MPa, d \u003d% 10, y \u003d% 45. Krom-nikel çelikler yüksek sertleşebilirliğe, iyi mukavemete ve tokluğa sahiptir. Dinamik ve titreşimli yükler altında çalışan, karmaşık konfigürasyondaki büyük parçaların üretimi için kullanılırlar.

Çelik 40KhN - sw \u003d 1000MPa, s0.2 \u003d 800MPa, d \u003d% 11, y \u003d% 45.

Krom-nikel-molibden çelikleri. Krom-nikel çelikler, bu çeliklerin hangi küçük boyutlu parçalarının yağda yüksek tavlamadan sonra soğutulduğunu ve sudaki daha büyük parçaların ek olarak molibden (40XH2MA) veya tungsten ile alaşımlanarak bu kusuru ortadan kaldırmak için tersine çevrilebilir tavlama kırılganlığına eğilimlidir.

Çelik 40KHN2MA - sw \u003d 1100MPa, s0.2 \u003d 950MPa, d \u003d% 12, y \u003d% 50.

Krom-nikel-molibden-vanadyum çelikleri yüksek mukavemet, süneklik ve tokluğa ve düşük bir soğuk kırılganlık eşiğine sahiptir. Bu, yüksek nikel içeriği ile kolaylaştırılmıştır. Çeliklerin dezavantajları, kesmenin zorluğu ve pul oluşturma eğilimlerinin yüksek olmasıdır. Çelik, türbinlerin ve kompresör makinelerinin en kritik parçalarının imalatında kullanılır.

Çelik 38KhN3MFA - sw \u003d 1200MPa, s0.2 \u003d 1100MPa, d \u003d% 12, y \u003d% 50.

Genel kullanım için yay çeliği

Yay çelikleri, çeşitli amaçlar için yayların, elastik elemanların ve yayların üretimi için tasarlanmıştır. Küçük plastik deformasyona, dayanıklılık sınırına ve gevşeme direncine karşı yeterli plastisite ve tokluk ile yüksek dirence sahip olmalıdır.

Küçük kesitli yaylar için karbon çeliği 65,70,75,85 kullanılır. Çelik 85 - s0.2 \u003d 1100MPa, sw \u003d 1150MPa, d \u003d% 8, y \u003d% 30.

Daha sık olarak, yayların ve yayların üretiminde alaşımlı çelikler kullanılır.

Yüksek sertleşebilirlik, iyi mukavemet ve gevşeme direncine sahip 60S2KhFA ve 65S2VA çelikleri, büyük, yüksek yüklü yay ve yayların imalatında kullanılır. Çelik 65S2VA - s0.2 \u003d 1700MPa, sw \u003d 1900MPa, d \u003d% 5, y \u003d% 20. Elastik elemanlar güçlü dinamik yükler altında çalıştığında nikel 60C2N2A içeren çelik kullanılır.

Otomotiv yaylarının üretiminde, teknik özelliklerde silikon çeliklere göre üstün olan çelik 50HGA yaygın olarak kullanılmaktadır. Supap yayları için, aşırı ısınmaya ve dekarbürizasyona eğilimli olmayan çelik 50HFA önerilir.

Bilyalı rulman çelikleri

Küçük bölümlerin yuvarlanma elemanlarının ve rulman bileziklerinin üretimi için, genellikle yüksek karbonlu krom çeliği ShKh15 (% 0.95-1.0 C ve% 1.3-1.65 Cr) kullanılır ve büyük bölümler için krom-manganlı çelik ShKh15SG (% 0.95-1.05 C,% 0.9-1.2 Cr, % 0.4-0.65 Si ve% 1.3-1.65 Mn), büyük bir derinliğe kadar kalsine edilmiştir. Çelikler yüksek sertliğe, aşınma direncine ve temas yorgunluğuna karşı dirence sahiptir. Çelikler, erken yorulma arızasına neden olduklarından, metalik olmayan kapanımların içeriği için yüksek gereksinimlere tabidir. Karbür heterojenliği de kabul edilemez.

Yüksek dinamik yükler altında çalışan rulman parçalarının üretimi için, yüzeyi sertleştirilmiş çelikler 20X2H4A ve 18XGT kullanılır. Gazla karbonlama, yüksek temperleme, su verme ve temperlemeden sonra, 20X2H4A çelikten yapılmış yatak parçalarının yüzeyinde 58-62 HRC ve çekirdekte 35-45 HRC bulunur.

Aşınmaya dayanıklı çelikler

% 0,9-1,3 C ve% 11,5-14,5 Mn içeren yüksek manganez döküm östenitik çelik 110G13L, aşındırıcı sürtünme ve yüksek basınç ve darbeler altında aşınma için çalışan parçalar için kullanılır. Aşağıdaki mekanik özelliklere sahiptir: s0.2 \u003d 250350MPa, sw \u003d 8001000MPa, d \u003d 3545%, y \u003d 4050%.

Çelik 110G13L, yalnızca şok yükleri altında yüksek aşınma direncine sahiptir. Aşındırıcı aşınma veya saf aşındırıcı aşınmayla birlikte düşük şok yüklerinde martensitik dönüşüm meydana gelmez ve 110G13L çeliğin aşınma direnci düşüktür.

Hidrolik türbinlerin ve hidrolik pompaların kanatlarının, gemi pervanelerinin ve kavitasyon erozyonu sırasında aşınma koşulları altında çalışan diğer parçalarının imalatı için, çalışma sırasında kısmi bir martensitik dönüşüme uğrayan kararsız ostenit 30X10G10.0X14AG12 ve 0X14G12M çelikler kullanılır.

Korozyona dayanıklı ve ısıya dayanıklı çelikler ve alaşımlar

Isıya dayanıklı çelikler ve alaşımlar. Ölçek direncinde bir artış, esas olarak çeliğe krom, ancak aynı zamanda alüminyum veya silikon, yani. Katı çözelti halindeki ve ısıtma sırasında koruyucu oksit filmleri (Cr, Fe) 2O3, (Al, Fe) 2O3 oluşturan elementler.

Çeşitli yüksek sıcaklık tesisatları, fırın parçaları ve gaz türbinlerinin imalatında ısıya dayanıklı ferritik (12X17.15X25T vb.) Ve östenitik (20X23H13, 12X25N16G7AR, 36X18H25C2, vb.) Çelikler kullanılmaktadır,

ısı direncine sahip. Çelik 12Kh17 - sv \u003d 520MPa, s0.2 \u003d 350MPa, d \u003d% 30, y \u003d% 75.

Korozyona dayanıklı çelikler, elektrokimyasal korozyona dayanıklıdır.

Çelikler 12X13 ve 20X13, şok yüklerine (hidrolik pres valfleri, ev eşyaları) ve ayrıca hafif agresif ortamların (çökeltme, organik asit tuzlarının sulu çözeltileri) etkisine maruz kalan ürünlerin artmış plastisiteye sahip parçalarının üretimi için kullanılır.

Çelik 30X13 ve 40X13, karbüratör iğneleri, yaylar, cerrahi aletler vb. İçin kullanılır.

Çelik 15X25T ve 15X28, en az -20 ° C çalışma sıcaklığında, daha agresif ortamlarda çalışan ve şok yüklerine maruz kalmayan kaynaklı parçaların üretimi için ısıl işlem yapılmadan daha sık kullanılır.

Dersi özetlediğim dersin son kısmına geliyorum. Konunun ana noktalarını vurguluyorum, bu konuyu öğrenmenin gerekliliğini vurguluyorum. Ödev veriyorum. Dersi özetleyeceğim. Kendi kendine eğitim ihtiyaçlarını teşvik etmek için aktif öğrencilere not veriyorum.

III... Son bölüm:zaman 3 dak.

1. Özetleme

Bir kez daha, "İletken malzemelerin sınıflandırılması ve temel özellikleri" konusundaki en önemli bilgileri vurguluyorum.

2. Evde ödev: soruları cevaplamak için s. 94, Problem numarası 3,4,6,8

3. Öğretmenin son sözleri: Öğrencilere veda edin.

Benzer belgeler

    Ders türleri ve didaktik ilkeleri ile tanışma. Ortaöğretim mesleki eğitim kurumlarının öğrencileri için "Nanomalzemeler ve Nanoteknoloji" kursunun takvim-tematik planının geliştirilmesi. Ders planlarının özetlerinin hazırlanması.

    dönem ödevi, 09/25/2010 eklendi

    Okul çocuklarının beden eğitiminde planlama belgelerinin genel özellikleri. Ana çeşitlerinin tanımı. Müfredatın yapısı. Çalışma (tematik) planının içeriği. Ders taslağının özü. Dersleri planlama.

    sunum eklendi 02/11/2014

    "Malzeme Bilimi" konusunun "Lifler hakkında genel bilgiler" konulu eğitim materyalinin kısa bir özetinin incelenmesi. Eğitim materyalinin mantıksal, didaktik, psikolojik ve metodolojik analizi. Yapısal bir diyagramın yanı sıra bir ders planı hazırlamak.

    dönem ödevi eklendi 02/16/2015

    Okul çocuklarına nakış işlemeyi öğretmek için metodoloji, bunun için gerekli araç ve gereçler. Konuyla ilgili eğitim programının analizi ve perspektif-tematik bir planın geliştirilmesi. Makine nakışı üzerine işçilik derslerinin taslağını ve senaryosunu hazırlamak.

    dönem ödevi, 08/20/2009 eklendi

    Temel öğretim ilkeleri, sistemleri, özellikleri ve uygulama yöntemleri. Didaktik ilkeler sisteminin analizi, "Para sistemi" konusunun çalışılmasındaki önemi. Bir takvim-tematik planın ve bir ders taslağı planının geliştirilmesinin özellikleri.

    dönem ödevi, 12/08/2009 eklendi

    Yabancı dil öğrenmenin kalitesini kontrol etmek için çok seviyeli görevleri derlemeye yönelik önerilerle tanışma. Tipik bir dersin tematik planını yazmak için algoritmanın dikkate alınması. Öğrencilerin bağımsız ve pratik çalışmalarının organizasyonu.

    04/15/2010 tarihinde eğitim eklendi

    Öğrencilerin bilgi kontrolünün organize edilmesi ve bilgi seviyelerinin doğru değerlendirilmesi sorunu. Kontrol türleri. Tematik kontrolün rolü ve önemi, eğitim sürecinin etkililiğini sağlamak, öğrencilerin bilgilerinin tematik kontrolünü yürütmenin yolları ve yöntemleri.

    tez, 05/01/2008 eklendi

    Ders taslağı, bir konu, yapısı hakkında belirli bir dersi yürütmek için ana belgedir. Bir ders planı hazırlamak ve yürütmek için öneriler. Çilingirler için Kesim için Örnek Endüstriyel Eğitim Ders Planı.

    kılavuz, 10/24/2012 tarihinde eklendi

    "Programlama dilleri" konusunun öğretilmesi için standart eğitim ve takvim temalı planlara uygun olarak "Programlama dillerine giriş" konulu bir dersin geliştirilmesi. Ders için algoritma: geçmiş materyali kontrol etmek, yeni bir konu sunmak.

    dönem ödevi, 09/25/2010 eklendi

    Eğitim ve üretim tesisinin malzeme ve teknik temeli ve yönetim şeması. Teknoloji öğretmeninin takvim-tematik planının incelenmesi. "Katı metalde delik delme" dersinin teknolojik haritası. Ders dışı bir etkinliğin ana hatları.

TÜM FİZİK DERSLERİ 11. Sınıf
AKADEMİK SEVİYE

1. Yarıyıl

ELEKTRODİNAMİK

2. Elektrik akımı

DERS 12/23

Konu. Yarı iletken cihazlar

Dersin amacı: öğrencilere yarı iletken cihazların çalışma prensibini açıklamak.

Ders türü: yeni materyal öğrenmede ders.

DERS PLANI

Bilgi kontrolü

1. Bir yarı iletkenin elektronik iletkenliğine ne sebep olur?

2. Bir yarı iletkenin delik iletkenliğinin nedeni nedir?

3. Hangi safsızlıklara donör safsızlıkları denir? akseptör?

4. Bir n tipi yarı iletken elde etmek için hangi safsızlık uygulanmalıdır? p tipi?

Gösteriler

"Yarı iletkenlerde elektrik akımı" videosunun parçaları.

Yeni materyal öğrenmek

1. Yarı iletken diyot.

2. Bir transistör nasıl çalışır?

3. Yarıiletkenlerin uygulanması.

4. Entegre mikro devreler.

Çalışılan malzemenin konsolidasyonu

1. Nitel sorular.

2. Problemleri çözmeyi öğrenmek.

YENİ MATERYALİ İNCELEME

Yarı iletken diyot, p-n bağlantısının tek yönlü iletkenliğini kullanır. Böyle bir diyot, bir daireye bağlantı için iki kontağa sahiptir.

Bir diyotun ileri yönde küçük bir dirence ve ters yönde çok büyük bir dirence sahip olduğu sıklıkla söylenir. Bununla birlikte, bu tamamen doğru bir ifade değildir: Aslında, Ohm yasası genel olarak yarı iletkenler ve özellikle elektron deliği geçişleri için geçerli değildir. Bu nedenle bu tür iletkenlerde sabit bir direnç yoktur.

Bir yarı iletken diyotun akım-voltaj özelliği şöyledir:

Yarı iletken diyotlar, alternatif akımı (buna alternatif akım denir) ve LED'lerin üretimi için düzeltmek için kullanılır. Yarı iletken redresörler oldukça güvenilirdir ve uzun ömürlüdür.

Yarı iletken diyotlar, radyo mühendisliği cihazlarında yaygın olarak kullanılmaktadır: radyo alıcıları, video kaydediciler, televizyonlar, bilgisayarlar.

Transistörlerdeki yarı iletkenler son derece önemlidir.

Transistörler, iki p - n bağlantısına sahip yarı iletken cihazlardır.

Transistörün ana elemanı, donör ve alıcı katışkılarının katıldığı bir yarı iletken kristal, örneğin germanyumdur. Safsızlıklar, aynı safsızlığa sahip yarı iletkenler arasında farklı tipte bir safsızlığa sahip ince bir germanyum tabakası kalacak şekilde dağıtılır (bunlara yayıcı ve toplayıcı denir) - bu tabakaya taban denir.

İki tür transistör vardır: p -n -p -transistörler (Şekil A) ve n -p -n -transistörler (Şekil B).

Bir p-n-p-tipi transistörde, yayıcı ve toplayıcıda elektronlardan önemli ölçüde daha fazla delik vardır ve tabanda daha fazla elektron vardır; n-p-n-tipi bir transistörde, yayıcıda ve toplayıcıda deliklerden daha fazla elektron vardır ve tabanda daha fazla elektron vardır.

Bir p - n - p-tipi transistörün çalışmasını düşünün. Transistörün farklı iletkenlik türlerine sahip bölümlerden üç ucu, şekilde gösterildiği gibi bir daireye dahil edilmiştir.

P-n-p transistörünün temel potansiyeli verici potansiyelinden yüksekse, transistörden akım geçmez. Bu nedenle, transistör elektronik bir anahtar olarak işlev görebilir. Temel potansiyel, yayıcı potansiyelinden daha düşükse, yayıcı ile taban arasındaki voltajdaki küçük değişiklikler bile, kollektör devresindeki akımda önemli değişikliklere ve buna bağlı olarak, dirençteki direnç boyunca voltajda bir değişikliğe yol açar.

Transistörün çalışmasını düşündükten sonra, bir transistör yardımıyla elektrik sinyallerini yükseltmenin mümkün olduğu sonucuna vardık.

Bu nedenle, transistör birçok yarı iletken cihazın ana unsuru haline gelmiştir.

Yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliğinin sıcaklığa bağımlılığı, bunların termistörlerde kullanılmasını mümkün kılar.

Termistör, elektrik direnci artan sıcaklıkla önemli ölçüde değişen yarı iletken bir termistördür.

Termistörler, sıcaklığı ölçmek için termometre olarak kullanılır.

Pek çok yarı iletkende, elektronlar ve atomlar arasındaki bağ o kadar önemsizdir ki, kristalleri ışıkla ışınlamak yeterlidir, böylece ek miktarda serbest yük taşıyıcıları olur.

Fotorezistörler, sinyalizasyon ve otomasyon sistemlerinde, üretim süreçlerinin uzaktan kontrolünde, ürün ayıklamada vb.

Yarı iletken diyotlar ve transistörler, entegre devreler adı verilen çok karmaşık cihazların "yapı taşlarıdır".

Mikro devreler bugün bilgisayarlarda ve televizyonlarda, cep telefonlarında ve yapay uydularda, arabalarda, uçaklarda ve hatta çamaşır makinelerinde çalışıyor.

Entegre devre silikon bir plaka üzerinde üretilmiştir. Plakanın boyutu bir milimetreden santimetreye kadardır ve böyle bir plaka bir milyona kadar bileşeni barındırabilir - küçük diyotlar, transistörler, dirençler vb.

Entegre devrelerin önemli avantajları, yüksek hız ve güvenilirliğin yanı sıra düşük maliyettir. Bu sayede entegre devreler temelinde karmaşık oluşturmak mümkündü, ancak birçok cihaz, bilgisayar ve modern ev aletleri mevcut.

YENİ MATERYALİN SUNUMU ESNASINDA ÖĞRENCİLERE SORU

İlk seviye

1. Yarı iletken bir diyotun tek taraflı iletkenliğine hangi deneyimin yardımıyla ikna olabilirsiniz?

2. Transistörün tabanı neden çok küçük olsun?

3. Transistörün tabanı ne kadar iletkenliğe sahip olabilir?

İkinci seviye

1. Kollektör akımı neden yaklaşık olarak yayıcı akımına eşittir?

2. Bir yarı iletken diyot ve bir reostat kapalı bir kutuya yerleştirilir. Cihazların uçları çıkarılır ve terminallere bağlanır. Hangi terminallerin bir diyota ait olduğu nasıl belirlenir?

ÇALIŞAN MATERYALİN SABİTLENMESİ

1. Tabanının kalınlığındaki bir artış, transistörün çalışmasını nasıl etkiler?

2. Her transistörde birbirine doğru açılan iki p - n bağlantısı olduğu bilinmektedir. Bir transistörü aynı şekilde bulunan iki diyotla değiştirmek mümkün müdür?

1. Voltajı yükseltmek için p-n-p transistörünü açmak için devreyi çizin.

2. Gerilimi yükseltmek için bir n-p-n transistör anahtarlama devresi çizin.

3. Bir yarı iletken diyotun akım-voltaj özelliklerini elde etmek için cihazları bağlamak için neden iki farklı devre kullanılır (bkz. Şekil A, b)?

Çözümler. Bu durumda, ampermetrenin direnci sonsuz küçük ve voltmetrenin direnci - sonsuz büyük olarak kabul edilemez. Diyottan geçen ters akımı ölçmek için devre a kullanılamaz (akımın neredeyse tamamı voltmetreden geçecektir). Devre, ileri voltajı ölçmek için kullanılamaz (ampermetre üzerindeki voltaj, diyot üzerindeki voltajdan çok daha yüksektir).

DERSDE NELER ÖĞRENDİK

Transistör, küçük bir giriş sinyalinin bir elektrik devresindeki bir elektrik akımını kontrol etmesine izin veren, genellikle üç terminalli, yarı iletken bir malzemeden yapılmış elektronik bir cihazdır.

Bir transistör kullanarak elektrik sinyallerini yükseltebilirsiniz.

Termistör, sıcaklık yükseldiğinde elektrik direnci önemli ölçüde değişen yarı iletken bir termistördür.

Işıklandırıldığında direncini değiştirmek için bir iletkenin özelliğini kullanan yarı iletken cihaza foto direnç denir.

Ödev

1. Alt-1: § 16 (s. 5, 6, 7, 8) alt 2: § 8.

Рів1 № 6,6; 6.9; 6.15.

6.16; 6.17; 6.18.

Рів3 №6.28; 6.2; 6.30.


Yarı iletkenlerin fiziksel özellikleri Yarı iletkenler, özgül iletkenlikleri açısından iletkenler ve dielektrikler arasında bir ara yer kaplayan malzemelerdir. Bu malzemelerin temel özelliği, artan sıcaklık ile elektriksel iletkenliğin artmasıdır. Elektrik akımını iyi iletirler Bunlar metaller, elektrolitler, plazma ... En çok kullanılan iletkenler Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Elektrik akımını iyi iletirler Bunlar metaller, elektrolitler, plazmaları içerir ... En çok kullanılan iletkenler Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Neredeyse elektrik akımı yapmayın Bunlar plastik, kauçuk, cam, porselen, kuru odun, kağıt ... Neredeyse elektrik akımı iletmeyin Bunlar arasında plastik, kauçuk, cam, porselen, kuru odun, kağıt ... Ara iletkenliği işgal edin iletkenler ve dielektrikler arasındaki konum Si, Ge, Se, In, As İletkenler ve dielektrikler Si, Ge, Se, In, As arasında iletkenlikte ara bir konum işgal edin




Yarı iletkenlerin fiziksel özellikleri R (Ohm) t (0 C) R0R0 metal yarı iletken Yarı iletkenlerin iletkenliği sıcaklığa bağlıdır. Artan sıcaklıkla direnci artan iletkenlerin aksine, yarı iletkenlerin direnci ısıtıldığında azalır. Mutlak sıfıra yakın yarı iletkenler, dielektriklerin özelliklerine sahiptir.


Yarı iletkenlerdeki elektrik akımı Yarı iletkenler, artan sıcaklıkla direnci azalan maddelerdir. Yarı iletkenler, silikon, germanyum, selenyum vb. İçerir. Atomlar arasındaki bağ elektron çifti veya kovalenttir Düşük sıcaklıklarda bağlar kırılmaz




Yarı iletkenlerin içsel iletkenliği Normal koşullar altında (düşük sıcaklıklar) yarı iletkenlerde serbest yüklü parçacıklar yoktur, bu nedenle yarı iletken elektrik akımı iletmez. Si


"Delik" Isıtıldığında, elektronların kinetik enerjisi artar ve en hızlısı yörüngesini terk eder. Elektron ile çekirdek arasındaki bağın kopması sırasında, atomun elektron kabuğunda boş bir alan belirir. Bu noktada, "delik" adı verilen koşullu bir pozitif yük oluşur. Si deliği + + serbest elektron


Yarı iletkenlerin safsızlık iletkenliği Saf bir iletkene safsızlıkların dozajlı eklenmesi, iletkenliğini bilinçli olarak değiştirmeyi mümkün kılar. Bu nedenle, iletkenliği artırmak için, safsızlıklar, donör ve alıcı olan saf yarı iletkenlere dahil edilir.


Delik yarı iletkenleri (p-tipi) In + Si "p-tipi" terimi, ana taşıyıcıların pozitif yükü anlamına gelen "pozitif" kelimesinden gelir. Bu tip bir yarı iletken, safsızlık tabanına ek olarak, p-tipi iletkenlik ile karakterize edilir. Üç değerlikli bir elementin (örneğin indiyum) az miktarda atomu, dört değerlikli bir yarı iletkene (örneğin, silikon) eklenir. Her safsızlık atomu, üç komşu silikon atomuyla kovalent bir bağ oluşturur. Dördüncü silikon atomu ile bir bağ kurmak için indiyum atomunun bir değerlik elektronu yoktur, bu nedenle komşu silikon atomları arasındaki kovalent bağdan bir değerlik elektronu yakalar ve negatif yüklü bir iyon haline gelir ve bunun sonucunda bir delik oluşur. Bu durumda eklenen safsızlıklara alıcı safsızlıklar denir.


Elektronik yarı iletkenler (n-tipi) Si olarak "n-tipi" terimi, ana taşıyıcıların negatif yükü anlamına gelen "negatif" kelimesinden gelir. Bu tip yarı iletkenin safsızlık özelliği vardır. Dört değerlikli bir yarı iletkende (örneğin silikon), beş değerli bir yarı iletkenin (örneğin arsenik) bir safsızlığı eklenir. Etkileşim sırasında, her safsızlık atomu silikon atomlarıyla kovalent bir bağa girer. Bununla birlikte, arsenik atomunun beşinci elektronu için doymuş değerlik bağlarında yer yoktur ve uzak elektron kabuğuna gider. Orada, bir elektronu bir atomdan ayırmak için daha az enerjiye ihtiyaç vardır. Elektron kırılır ve serbest kalır. Bu durumda, yük transferi bir delikle değil bir elektron tarafından gerçekleştirilir, yani bu tip bir yarı iletken metaller gibi bir elektrik akımı iletir. Yarı iletkenlere eklenen ve bunun sonucunda n-tipi yarı iletkenlere dönüştürülen safsızlıklara donör denir.


Donör safsızlıkları, fazladan bir değerlik elektronu veren safsızlıklardır Donör safsızlıkları olan yarı iletkenler, elektronik iletkenliğe sahiptir ve n-tipi yarı iletkenler olarak adlandırılır. Alıcı safsızlıklar, komşu atomlarla tam bir kovalent bağ oluşturmak için elektron içermeyen safsızlıklardır. Alıcı safsızlıkları olan yarı iletkenler, delik iletkenliğine sahiptir ve p-tipi yarı iletkenler olarak adlandırılır.


Yarı iletkenlerin içsel iletkenliği Komşu bir atomun değerlik elektronu, bir deliğe çekilerek, içine atlayabilir (yeniden birleşebilir). Bu durumda, eski yerinde daha sonra benzer şekilde kristal boyunca hareket edebilecek yeni bir "delik" oluşur.


Yarı iletkenlerin içsel iletkenliği Numunedeki elektrik alanın gücü sıfırsa, salınan elektronların ve "deliklerin" hareketi rastgeledir ve bu nedenle bir elektrik akımı oluşturmaz. Bir elektrik alanının etkisi altında, elektronlar ve delikler sıralı (karşı) bir harekete başlar ve bir elektrik akımı oluşturur. Bu koşullar altındaki iletkenlik, yarı iletkenlerin içsel iletkenliği olarak adlandırılır. Bu durumda elektronların hareketi elektronik iletimi, deliklerin hareketi ise delik iletimini yaratır.


Diyot Bir yarı iletken diyot, bir elektrik bağlantısı ve iki ucu (elektrotlar) olan yarı iletken bir cihazdır. Diğer diyot türlerinden farklı olarak, yarı iletken bir diyotun çalışma prensibi, p-n-kavşak fenomenine dayanır. Diyot ilk olarak 1904'te John Flemming tarafından icat edildi.


Diyot tipleri ve uygulamaları Diyotlar şu alanlarda kullanılır: alternatif akımın elektrik sinyallerinin sabit algılanmasına dönüştürülmesi Çeşitli cihazların yanlış polariteye karşı korunması Yüksek frekanslı sinyallerin anahtarlanması, akım ve voltaj iletimi ve sinyal alımını stabilize eden anahtarlama Transistör Giriş sinyallerinin kontrol edilmesini sağlayan, genellikle üç terminalli yarı iletken malzemeden yapılmış bir elektronik cihaz bir elektrik devresindeki akım. Genellikle elektrik sinyallerini yükseltmek, üretmek ve dönüştürmek için kullanılır. 1947'de, Bell Laboratuvarlarından William Shockley, John Bardeen ve Walter Brattain çalışan bir bipolar transistörün öncülüğünü yaptı.

TABLO 2


Takvim tematik plan

Takvim tematik plan - Bir muhasebe belgesinin planlanması, amaçları, seçilen konudaki derslerin konusunu, yöntem türünü ve ekipmanını belirlemektir. Takvim tematik bir plan hazırlamak, ders sistemleştirmesi oluşturmanın ilk adımıdır. Buradaki orijinal belge müfredattır. Tematik takvim planı, disiplinler arası bağlantılar sağlar. Takvim tematik plan müfredatla tutarlıysa, bir ders planı hazırlarken tematik plana göre yönlendirilirler. Takvim tematik plan (bkz. Tablo 3).

Ders geliştirme

Müfredatı inceleyen öğretmen, her konuyu dikkatlice analiz eder, bu da eğitimin içeriğini net bir şekilde tanımlamayı, disiplinler arası bağlantılar kurmayı mümkün kılar. Müfredat temelinde, takvim tematik bir plan hazırlanır ve takvim tematik plan temelinde bir ders planı hazırlanır. Dersin amacı ve içeriği belirlenirken müfredattan kaynaklanan kayıt içeriği, öğrencilerin bu derste öğrenmeleri gereken beceriler ve yetenekler belirlenir. Önceki dersleri analiz ederek ve sorunlarının ne ölçüde çözüldüğünü belirleyerek, eksikliklerin nedenini bulurlar ve buna dayanarak bu dersin yürütülmesinde hangi değişikliklerin yapılması gerektiğini belirlerler. Dersin yapısını ve her bir bölümü için zamanı ana hatlarıyla belirtirler, ders sırasındaki eğitim çalışmasının içeriğini ve doğasını oluştururlar.


Ders planı

Şey: Malzeme Bilimi ve Elektro-Radyo Malzemeleri Grubu 636

Konu: Sınıflandırma ve temel özellikler

a) eğitim: Öğrencileri iletken malzemelerin kavramları ve temel özellikleri ile tanıştırmak için amaçlarından bahsedin

b) geliştirme: Malzeme bilimi ve elektro-radyo malzemelerine ilgi duymak

c) eğitim: Kendi kendine eğitim için bir ihtiyaç geliştirin

Ders türü: Kombine

Sunum yöntemi: arama

Görsel yardımlar: 1 numaralı poster, PC

Zaman: 90 dakika

Dersler sırasında

ben ... Giriş bölümü:

1. Organizasyonel an: rapor süresine göre kontrol edin 2 dk.

2. Ödev kontrolü: süre 15 dakika.

Tahtada iki seçenek + 3 çalışma üzerine yazılı anket (ek 1)

II ... Ana bölüm:

1. Yeni konunun amacını yayınlayın

2. Yeni malzeme süresinin sunumu 40 dak.

a) Temel kavramlar

b) İletkenlerin sınıflandırılması

c) Uygulama kapsamı

3. Öğrencilerin sorularına cevap verme süresi 10 dk.

4. Yeni malzemenin sabitlenmesi, süre 20 dak.

Tahtada 2 seçenek + 3 çalışma üzerine yazılı anket (Ek 2)

III ... Son bölüm: zaman 3 dak.

1. Özetleme

2. Evde ödev: s. 440 sorulara cevaplar, bağımsız olarak 2, 3, 4, 5 numaralı konuları dikkate alın

3. Öğretmenden son sözler

Öğretmen

Referans listesi

1. Lakhtin Yu.M., Leont'eva VP Malzeme bilimi. - M: Makine Mühendisliği, 1990

2. Mühendislik üretiminin teknolojik süreçleri. S. I. Bogodukhov, V. A. Bondarenko tarafından düzenlenmiştir. - Orenburg: OSU, 1996

ek 1

2 seçenek üzerine YAZILI ANKET

seçenek 1

1 . Bu malzeme bilimi konusunu inceler.

2. Metal türleri.

3. Metallerin sınıflandırılması

4. Allotropik dönüşüm

5 ... Metal özellikleri

seçenek 2

1. Metallerin sertliğinin belirlenmesi

2. Mekanik özellikler

3. Plastik

4. Dayanıklılık

5. Teknolojik özellikler

Ek 2

Yazılı anket

1 - seçenek

1. Yarı iletken malzemeler

2. Süperiletkenler

3. Kriyoproblar

4. Yarı iletken malzemelerin özellikleri

5. Malzemelerin esnekliği

seçenek 2

1. Yarı iletken malzemeler.

2. Dielektrik malzemeler

3. Plastisite

4. Esneklik

5. Süperiletkenler

uygulama 3

"İletken Malzemeler" konulu dersin özeti

Toplum yaşamında teknolojinin ve teknik bilginin artan rolü, bilimin bilimsel ve teknolojik gelişmelere bağımlılığı, artan teknik ekipman, askeri-teknik bilgi dahil olmak üzere çeşitli bilgi alanlarındaki problemleri çözmek için teknik bir yönteme dayanan yeni yöntem ve yaklaşımların yaratılması ile karakterizedir. Modern teknik bilgi ve teknik aktivite anlayışı, geleneksel problemler yelpazesi ve özellikle karmaşık hesaplama sistemleri teknolojisi, yapay zeka problemleri, sistem mühendisliği vb. İle teknoloji ve mühendislikteki yeni yönlerle ilişkilidir.

Teknik bilgi kavramlarının özellikleri, öncelikle teknik nesnelerin ve teknolojik süreçlerin yansıması konusunun özelliklerine göre belirlenir. Teknik bilgi nesnelerinin diğer bilginin nesneleriyle karşılaştırılması, özellikle yapı, tutarlılık, organizasyon vb.Gibi özelliklere genişleyerek, belirli ortaklıklarını gösterir. Bu tür ortak özellikler, "mülkiyet", "yapı", "sistem", "organizasyon" vb. Genel bilimsel kavramlarda yansıtılmaktadır. Tabii ki, teknik, askeri-teknik, doğa bilimleri ve sosyal-bilimsel bilginin nesnelerinin ortak özellikleri, "madde", "hareket", "neden", "sonuç" gibi felsefi kategorilerde yansıtılmaktadır. Hem askeri hem de teknik bilimlerde genel bilimsel ve felsefi kavramlar kullanılmaktadır. ancak ayrıntılarını ifade etmeyin. Aynı zamanda, teknik, askeri-teknik bilgi nesnelerinin içeriğini ve bunları yansıtan teknik bilimler kavramlarını daha derinlemesine, daha tam anlamaya yardımcı olurlar.

Genel olarak, teknik bilimlerdeki felsefi ve genel bilimsel kavramlar, bilimsel ve teknik bilginin analizi ve entegrasyonu için ideolojik ve metodolojik araçlar olarak hareket eder.

Teknik bir nesne kuşkusuz nesnel gerçekliğin bir parçası, ancak özel bir parçasıdır. Kökeni ve varlığı, maddenin hareketinin sosyal biçimi, insan tarihi ile ilişkilidir. Bu, teknik nesnenin tarihsel doğasını belirler. Toplumun üretim işlevlerini somutlaştırır, insanların bilgisinin somutlaşmış halidir.

Teknolojinin ortaya çıkışı, insan üretim faaliyetlerinin sonucu olan doğal bir tarihsel süreçtir.

Başlangıç \u200b\u200bnoktası "insan organları" dır. Çalışma organlarının güçlendirilmesi, tamamlanması ve değiştirilmesi, doğanın kullanılması ve dönüştürülmüş doğal bedenlerde emek işlevlerinin somutlaşması yoluyla gerçekleştirilen toplumsal bir gerekliliktir.

Teknolojinin oluşumu, araç yapımı, doğal vücutları hedefe ulaşmak için uyarlama sürecinde gerçekleşir. Ve bir el baltası ve köprü görevi gören bir ağaç gövdesi vb. - tüm bunlar bireyi güçlendirmenin, faaliyetlerinin verimliliğini artırmanın araçlarıdır. Teknik bir işlevi yerine getiren doğal bir nesne, potansiyeliyle zaten teknik bir nesnedir. Parçalarının yarı zamanlı çalışması nedeniyle cihazının fizibilitesini ve yapıcı iyileştirmelerin kullanışlılığını düzeltir.

Bir yapının bütünlük olarak pratik olarak tanımlanması, teknik bir nesnenin fiili varlığını gösterir. En önemli özellikleri, fonksiyonel kullanım, doğa için alışılmadık bir malzeme kombinasyonu, malzeme özelliklerinin sistemin bileşenleri arasındaki ilişkiye tabi olmasıdır. Teknik tasarım, bileşenlerin bağlantısıdır; bu prosedür, kendi kendini imha etme dışında aletin en uzun ve en etkili çalışmasını sağlar. Bir parça, bir yapının bir bileşeni olarak, onun için başlangıç \u200b\u200bve bölünmez bir birim olarak hareket eder. Ve son olarak, teknik inşaatın yardımıyla, sosyal aktivite yolu üretilebilirliğe ulaşır. Teknoloji, sosyal pratiğin, teknik bir araçla dönüştürülmüş bir nesnenin etkileşimi ile temsil edilen, maddi dünyanın yasaları tarafından belirlenen ve teknoloji tarafından düzenlenen tarafıdır.

Teknik pratik, insanın teknolojiye bir nesne olarak, parçalarıyla ve bunların bağlantılarıyla olan ilişkisinde kendini gösterir.

Operasyon, üretim ve tasarım birbiriyle yakından ilişkilidir ve bir tür teknik uygulama gelişimini temsil eder. Bir sömürü nesnesi olarak teknoloji, korunması ve düzenlenmesi kullanımı için vazgeçilmez bir koşul olan belirli bir maddi ve işlevsel bütünlük görevi görür. Operasyonun itici çelişkisi, ekipmanın çalışma koşulları ile işlevsel özellikleri arasındaki tutarsızlıktır. İşlevsellik, sabit çalışma koşullarını varsayar ve çalışma koşulları değişme eğilimindedir.

Bu çelişkinin üstesinden gelmek, teknolojide, standart teknolojik işlemlerin bulunmasında sağlanır.

Fizik dersi 11. sınıf

Ders konusu:

"Yarıiletkenler.

Yarı iletkenlerin içsel ve saf olmayan iletkenliği. Yarı iletkenlerde elektrik akımı "

Dersin amacı

  • Öğrencilerde yarı iletkenlerde elektrik akımının doğası kavramını, sıcaklık, aydınlatma, kirlilik etkisi altında özelliklerinin nasıl ölçüleceğini oluşturmak.
  • Politeknik bakış açısının genişlemesine katkıda bulunmak, konuyu incelemeye motive etmek, teknik ve bilimsel bilgileri algılama ve analiz etme yeteneğini geliştirmek.
  • Öğrencilerin iletişimsel yeterliliklerinin geliştirilmesi, takım halinde çalışabilme becerileri.

Materyaller ve ekipman:

Bilgisayar, projektör, konuyla ilgili elektronik malzemeler: "Yarıiletkenler"; kartlar - küçük gruplarda bağımsız çalışma görevleri; yarı iletken cihazlar seti NPP - 2; demo galvanometre; sabit akım kaynağı (4V); demo anahtarı; bir stand üzerinde elektrik lambası 60-100W; elektrikli havya; bağlantı telleri.

Ders planı:

  1. Çalışılan konunun tekrarı ve ders konusunun gerçekleştirilmesi.
  2. Konunun materyalinin açıklaması.
  3. Gruplar halinde öğrencilerin bağımsız çalışması.
  4. Özetle, ev ödevi.
  1. Çalışılan konunun tekrarı ve ders konusunun gerçekleştirilmesi (6dk).

Hatırlamalıyız:

  1. Elektrik Akımı Nedir?
  2. Şu anki yön nedir?
  3. Metal iletkenlerde elektrik akımı oluşturmak için hangi parçacıklar hareket eder?
  4. Dielektriklerde neden elektrik akımı oluşmaz?
  5. Ne düşünüyorsunuz: Doğada elektrik akımını iletme kabiliyetleri açısından ara bir konumda bulunan maddeler var mı?

Evet, bunlar yarı iletkenler. Yarım asırdan biraz daha uzun bir süre önce, hiçbir belirgin pratik önemi yoktu. Elektrik ve radyo mühendisliğinde, yalnızca iletkenler ve dielektriklerle idare ettiler. Ancak yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliğini kontrol etme olasılığı teorik olarak ve daha sonra pratik olarak keşfedildiğinde durum dramatik bir şekilde değişti.

Yarı iletkenler ve iletkenler arasındaki temel fark nedir ve yapılarının hangi özellikleri yarı iletken cihazların neredeyse tüm elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmasını mümkün kıldı, bu da güvenilirliklerini önemli ölçüde artırmayı, boyutlarını büyük ölçüde azaltmayı ve yalnızca hayal edilebilecek yenilerini yaratmayı mümkün kıldı: cep telefonları, minyatürler yaratmak bilgisayarlar vb.

  1. Konu materyallerinin açıklaması (15dk)
  1. Yarı iletkenlerin tanımı

Dirençliliği iletkenlerinkinden daha yüksek, ancak dielektriklerden daha az olan ve artan sıcaklıkla çok keskin bir şekilde azalan büyük bir madde sınıfı.

Bunlar, periyodik tablonun unsurlarını içerir: germanyum, silikon, selenyum, tellür, indiyum, arsenik, fosfor, bor vb. bazı bileşikler: domuz sülfür, kadmiyum sülfür, bakır oksit vb.

  1. Yarı iletken yapı.
  1. Silikon kristal kafesin atomik yapısı (ekrana yansıtma);
  2. Dış faktörlerin etkisi altında çift elektronik bağların ihlali: sıcaklıkta artış, aydınlatma.

Yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliğinin bağımlılığının gösterilmesi:

Rt 10k FS - K1

  1. Saf yarı iletkenin elektronik iletkenliği (projeksiyon)
  2. Delik iletkenliği (projeksiyon)

Deliklerin gerçek parçacıklar olmadığını vurgulamaya ihtiyaç vardır. Her iki tip yarı iletken iletkenlikte, sadece değerlik elektronları hareket eder. İletkenlik, yalnızca elektronların hareket mekanizmasında birbirinden farklıdır. Elektronik iletkenlik, serbest elektronların hareket yönünden kaynaklanır ve delik iletkenliği, atomdan atoma geçen bağlı elektronların hareketinden kaynaklanır, dönüşümlü olarak birbirini demetler halinde değiştirerek, bu da deliklerin ters yöndeki hareketine eşdeğerdir.

Bu nedenle, yarı iletkenlerde iki tür taşıyıcı vardır - elektronlar ve delikler, saf yarı iletkenlerdeki konsantrasyonları aynıdır - içsel iletkenlik, küçüktür.

  1. Safsızlık iletkenliği (projeksiyon)

Yarı iletkenlerin iletkenliği esas olarak kristallerindeki safsızlıkların varlığına bağlıdır:

  1. donör safsızlıkları - elektronları kolayca bağışlayan beş değerli elementler (As, P), elektronların deliklere göre niceliksel bir avantajı sağlayarak n-tipi iletkenlik yaratır;
  2. alıcı safsızlıklar - serbest elektronları kabul eden, delikler oluşturan üç değerlikli elemanlar (In, B). P tipi bir iletkenlik oluşturulur.

N - tipi ve p - tipi safsızlıkların ve iletkenliğin gösterilmesi:

n - tür p - türü

Özellikle ilgi çekici olan, n-tipi veya p-tipi yarı iletkenlerde ayrı ayrı değil, farklı iletkenlik türlerine sahip iki yarı iletkenin teması yoluyla akım akışıdır.

  1. Öğrencilerin gruplar halinde bağımsız çalışmaları (20 dk)

Gönüllü olarak 4 kişilik grupların oluşturulması önerilmektedir (bu, ofis çevresinde kaotik hareket ve boşa harcanmaması için ders başlamadan önce yapılmalıdır).

Her gruba tamamlanması gereken bir görev verilir. Hem yazılı hem de sözlü cevaplar için tasarlanmış, farklı seviyelerde sorular ve kaliteli görevler içerir.

  1. Özetleme

Grup temsilcilerinin bu konudaki ana sorulara verdikleri cevapları dinliyor, olası hataları düzeltiriz. Yazılı raporlar topluyoruz. Gruptaki her öğrencinin CTU'su dikkate alınarak, konunun ikinci bölümü incelendikten ve tekrarlama görevleri tamamlandıktan sonra çalışma notları verilir.

Ev ataması: § 113; Ders kitabının §114.