Применение полупроводников форма – деловая игра Интегрированный урок физика + химия + электротехника с применением ИКТ Учитель Васильева С. П. Класс 10 «б» ВСШ 3 Время 25 апреля 2007

План урока: Историк – Парникова Дуся Химик – Карбаканов Андрей Физик – Слепцов Вася Инженер многоканальной электросвязи – Гаврильев Петя Инженер радиоэлектронных средств – Анисимов Вова Пресса – Степанова Алиса, Колосова Сардана, Окошкина Раджана

Карл Браун Фердинанд ( ) - немецкий физик. Окончил Берлинский университет(1872). В работал в Вюрцбургском университете, в провессор Марбургского университета, в Страсбургского, в Высшей технической школы в Карлсруэ, в в Тюбингеском университете, где основал физический институт. Работы относятся к радиотехнике и радиофизике. (1874) обнаружил одностороннюю проводимость у кристаллов некоторых сульфидов металлов (серного цинка, перекиси свинца, карборунда и другие.

Браттейн Уолтер ( )-американский физик. Окончил колледж Витмана (штат Орегон). Работы посвящены физике и технике полупроводников. Исследовал поверхностные свойства полупроводников, полупроводниковые свойства окиси меди, оптические свойства германиевых пленок, зависимость проводимости от действия облучения альфа-частицами, механизм рекомбинации. За исследование полупроводников и открытие транзисторного эффекта вместе с Джоном Бардиным и Уильяма Шокли в 1956 был удостоен Нобелевской премии

Френкель Яков Ильич ( )- немецкий физик-теоретик. Окончил Петроградский университет(1916). С 1921 работал в Ленинградском физико-техническом институте. Основные работы относятся к физике твердого тела, магнетизму, физике жидкостей, физике ядра. Дал теорию движения атомов и ионов в кристаллах, ввел теорию о дефектах кристаллической решетки- «дефекты по Френкелю» (1926) и понятие о подвижных дырках (дырочная проводимость), получил теоретическое выражение для электропроводности ионных кристаллов.

Вагнер Карл Вильгельм ( )- немецкий физик и физико- химик.окончил Лейпцигский университет (1924). Основные работы в области физики полупроводников, физики твердого тела, металлургии, физической химии. В 1930 обнаружил существование двух типов полупроводников- электронных и дырочных. С Вальтер Шоттки разработал (1930) теорию электролитического переноса. Наряду с Вальтер Шоттки является создателем физики полупроводников в Германии.

Вильсон Алан Хэррис ( )-английский физик, член Лондонского королевского общества. Учился ( )в Кембриджском университете, в «Кортаулдз лимид» Исследования относятся к теории металлов и полупроводников, термодинамике, статистической механике, атомной физике. Исходя из представлений о зонной структуре электронного спектра, провел деление кристаллов на металлы, полупроводники и диэлектрики. Открыл ряд фундаментальных закономерностей в полупроводниках. Ввел деление полупроводников на собственные и примесные, представление о донорной и акцепторной проводимости. В 1932 построил квантовую теорию полупроводников. Один их первых применил (1932) представления о квантовомеханическом туннелировании к описанию контактов между металлов и полупроводником.

Бардин Джон ( )- американский физик. Работы посвящены физике твердого тела и сверхпроводимости. Вместе с Уолтером Браттейном открыл в 1948 транзисторный эффект и создал кристаллический триод с точечным контактом-первый полупроводниковый транзистор. В был президентом Американского физического общества. Медаль Фриц Лондона (1962), Национальная медаль за науку (1965) и другие.

Жорес Алферов-Нобелевский лауреат 2005г. ( ) Жорес Иванович Алферов хранит свой лабораторный журнал того времени с записью о создании им 5 марта 1953 г. Первого советского транзистора. В мае 1958г. К Алферову обратился Анатолий Петрович Александров, будущий президент Академии наук СССР, с просьбой разработать полупроводниковые устройства для первой советской атомной подводной лодки. Уже в октябре 1958 г. Устройства стояли на подводной лодке. Ж.И.Алферов выдвинул идею использования гетероструктур для полупроводникового лазера

Селен Selenium Химический символ Se Атомный номер 34 Необычайное свойство – электрическая проводимость селена на свету в 1000 раз выше,чем в темноте, - впоследствии и обусловило его использование в устройствах,реагирующих на свет.Селеновые мостики и фотоэлементы стали применять в сигнальных приборах,автоматических выключателях,фотоэкспономе трах,фототелеграфе,телевиден ии,звукозаписи в кино.

Германий Germanium Химический символ Ge Атомный номер 32 Применения: - датчики Холла - линзы для инфракрасной техники - рентгеновской спектроскопии - детекторы ионизирующих излучений

Кремний Silicium Химический символ Si Атомный номер 14 На основе кремния применяются для создания преобразователей солнечной энергии,использующихся в космической технике.

Мышьяк Arsenicum Химический символ As Атомный номер 33 Применения: - в кожевенном производстве - стоматологии - дерматологии - неврологии

Индий Indium Химический символ In Атомный номер 49 Индий и его сплавы успешно применяют в новой технике в качестве жидкометаллической среды в процессе синтеза соединений в расплаве,при моделировании некоторых металлургических процессов, в качестве теплоносителя, радиационного гамма- носителя, компонента жидкого ядерного топлива, поглотителя радиоактивного излучения, в мягких припоях, защитных покрытиях.

ПОЛУПРОВОДНИКИ Проводимость Собственная ЭлектроннаяДырочная Примесная ДонорнаяАкцепторная

Собственная проводимость Si Электронная проводимость – электроны ( n – типа ) Дырочная – вакантное место электрона – дырка ( p – типа)

Проводимость при наличии примесей Донорные примеси Индий In ( III валентный) Акцепторные примеси Мышьяк As (V валентный)

Транзистор Термин транзистор образован из двух английских слов: transfer- преобразователь и resistor- сопротивление. Виды - сплавные Транзистор - усилитель

Схемы включение транзисторов

Характеристика транзисторов Транзистор Низкая частота (до 3 МГц) Средняя частота (3…30МГц) Высокая Частота (свыше 30МГц) Малой мощности (до 0,3 Вт) Средней мощности (0,3…3 Вт) Большой мощности (свыше 3 Вт) 101…199401…499701…799201…299501…599801… …699901…999

Схематическое устройство и графическое обозначение на схемах транзисторов структуры p-n-p и n-p-n

Полупроводниковый диод

Применение и изготовление диодов Германий - компактные Кремний Селен применяются в искусственных спутниках Земли, космических кораблях, электронно- вычислительных машинах

Устройство диода N-типа (германий) P-типа (индий) Между двумя областями возникает P-n переход Германий – катод Индий - анод

Физики, изучавшие полупроводники

Полупроводниковые приборы Полупроводниковые приборы могут играть роль электронных устройств малых размеров, могут преобразовывать электрические сигналы в световые и наоборот, тепловую энергию в электрическую и наоборот. Виды: 1. Полупроводниковый диод 2. Полупроводниковый транзистор 3. Пьезоэлектрические датчики

Интегральные схемы Полупроводниковые приборы миниатюрных размеров соединены на одном полупроводниковом кристалле Применяются ПК, системах управления, бытовой электронике и т.д. В мире ежегодно выпускается 50 млрд интегральных схем

Инженер многоканальной электросвязи Интегральные схемы Применяются в в современных компьютерах, Системах автоматизированного управления И телемеханики, производственном оборудовании, средствах транспорта, бытовой электронике

Инженер радиоэлектронных средств Радио в авиации Радио на флоте Радио на железнодорожном транспорте Радио на китобойных промыслах Космическая радиосвязь

ВУЗ – ы, где можно получить инженерное образование Якутск, ФТИ Якутск, ЯГУ, физический факультет Мирный, политехнический институт

Пресса Выпускает газету Фотографируют выступающих

Каким типом проводимости обладают полупроводниковые материалы с донорными примесями? А. В основном электронной. Б. В основном дырочной. В. В равной степени электронной и дырочной. Г. Ионной.

Каким типом проводимости обладают полупроводниковые материалы с донорными примесями? А. В основном электронной. Б. В основном дырочной. В. В равной степени электронной и дырочной. Г. Ионной.

В четырехвалентный кремний добавили первый раз трехвалентный индий, а во второй раз пятивалентный фосфор. Каким типом проводимости в основном будет обладать полупроводник в каждом случае ? А. В первом – дырочной, во втором – электронной. Б. В первом электронной, во втором дырочной. В. В обоих случаях электронной. Г. В обоих случаях дыроочной.

В четырехвалентный кремний добавили первый раз трехвалентный индий, а во второй раз пятивалентный фосфор. Каким типом проводимости в основном будет обладать полупроводник в каждом случае ? А. В первом – дырочной, во втором – электронной. Б. В первом электронной, во втором дырочной. В. В обоих случаях электронной. Г. В обоих случаях дыроочной.

В одном случае в германий добавили пятивалентный фосфор, в другом – трехвалентный галлий. Каким типом проводимости в основном обладал полупроводник в каждом случае? А. В первом – дырочной, во втором – электронной. Б. В первом – электронный, во втором – дырочной. В. В обоих случаях электронной. Г. В обоих случаях дырочной. Д. В обоих случаях электронно-дырочной

В одном случае в германий добавили пятивалентный фосфор, в другом – трехвалентный галлий. Каким типом проводимости в основном обладал полупроводник в каждом случае? А. В первом – дырочной, во втором – электронной. Б. В первом – электронный, во втором – дырочной. В. В обоих случаях электронной. Г. В обоих случаях дырочной. Д. В обоих случаях электронно-дырочной