Удосконалення методики викладання теми "Електричний струм у напівпровідниках" в загальноосвітній школі, страница 13


(провідність р - типу виникає при введенні в ці кристали атомів 3-х валентного елементу).

Методичні рекомендації. Під час спостереження було помічено, що учням не пропонується завдання для самостійного опрацювання. Самостійна робота відіграє велику роль у забезпеченні сприймання і усвідомлення поданого матеріалу. Самостійні завдання розвивають мислення учнів, допомагають проконтролювати набуті знання й навички, перевірити свідоме розуміння і засвоєння нового матеріалу.

Тому після розгляду питання - власна провідність напівпровідників ми пропонуємо подати модель електричного струму в чистих напівпровідниках і описати її, наприклад за таким планом [25]:

1.  Які структурні одиниці? Які частинки є носіями заряду?

2.  Як розміщені структурні одиниці?

3.  Як вони рухаються?

4.  Як взаємодіють між собою?

5.  Якими макро - і мікро параметрами характеризується модель?

План опису моделі електричного струму в чистих напівпровідниках:

1. Структурні одиниці - атоми, позитивні іони, вільні електрони, дірки. Носії заряду - вільні електрони, дірки.

.   2. Атоми і іони розміщені впорядковано,, у вузлах кристалічної решітки, дірки І вільні електрони - безладно, по всьому об’єму напівпровідника.


3. Атоми  та   іони   коливаються   навколо   положення  рівноваги;   дірки переміщуються вздовж напрямку силових ліній поля, електрони - проти.

4.  Атоми й іони перешкоджають спрямованому рухові носіїв заряду.

5.  Макропараметри: - сила струму, U- напруга, Т - температура.
Мікро параметри:і- заряд електрона і дірки відповідно,іконцентрація електронів і дірок, і - швидкість спрямованого руху електронів і дірок.

Ми рекомендуємо після пояснення домішкової провідності напівпровідників дати учням завдання на самостійне опрацювання. Підкоректувати модель електричного струму в чистих напівпровідниках так, щоб вона відповідала моделі електричного струму в домішкових напівпровідниках п - типу (1-й варіант) і р - типу (2-й варіант). Виконати малюнки і описати моделі за розглянутим планом. Завдання виконати в зошитах.

Цим самим ми перевіримо свідоме розуміння і засвоєння поданого на уроці матеріалу.

Урок 3. Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод та його застосування.

Основний матеріал: електронно-дірковий (п - р) перехід (контакт в кристалі між областями з п - і р - провідностями); запірне електричне поле (воно виникає внаслідок дифузії в місці контакту електронів в діркову область, а дірок - в електронну); одностороння провідність п-р переходу (в залежності від полярності зовнішнє електричне поле послаблює або підсилює запірне поле); напівпровідниковий діод і його позначення; напівпровідникове джерело струму - фотоелемент (при освітлені п-р переходу на ньому виникає напруга).

Методичні рекомендації. Ми пропонуємо напівпровідниковий діод розглянути на тому ж уроці, що п - р перехід, ^об учні відразу бачили пряме застосування властивостей п-рпереходу. Рекомендуємо ввести позначення


діода на схемах (рис.3.1.3.), оскільки при подальшому вивченні фізики учням це знадобиться

А зекономлений час пропонуємо використати для лабораторної роботи [26], завдяки чому розвивається логічне, уявне мислення, увага, спостережливість. Створюється більш глибоке поняття напівпровідникових приладів.

Урок 4. Лабораторна робота "Вивчення властивостей напівпровідникового діода".

Мета: перевірити односторонню провідність і випрямляючі властивості напівпровідникового діода.

Прилади і матеріали: джерело струму ВУ-4 з виводами для змінного струму, лампочка МН-3 (3,5 В, 0,26 А) на підставці; міліамперметр лабораторний, діод серії Д7 і Д226 на колодці, з'єднувальні проводи.

Завдання 1. Перевірка односторонньої провідності діода.

1.  Зібрати електричне коло по рис.3.1.4.; виміряти і записати силу струму.

2.  Поміняти місцями провідники на клемах діода (рис.3.1.5.); виміряти і
записати силу струму.

3.  Проаналізувати результати проведених дослідів і зробити висновки про
електропровідність його (записати).


Завдання 2. Виправлення змінного струму.

1.  Зібрати електричне коло по рис.3.1.6.; виміряти і записати силу струму.
Накреслити графіки зміни сили струму, який проходе через затискачі джерела, і
в лампочці, не забувати при цьому про основні властивості діода.

2.  Поміняти місцями провідники на клемах діода (рис.3.1.7.), виміряти і
записати силу струму. Накреслити графіки зміни сили стуму, який проходе
через затискачі джерела, і в лампочці.

3.  Пояснити, які зміни відбулися при другому варіанті включення діода
(записати їх).

На нашу думку введення цієї лабораторної роботи повинно бути обов'язковим. Бо саме лабораторні роботи привчають учнів до самостійної праці, розвивають мислення, сприяють конкретизації вивченого матеріалу, свідомому і міцному засвоєнню його. Крім того, учні набувають цінних навичок користування приладом, вмінь і навичок проведення нескладного експерименту з метою дослідження техніки, а разом з тим вчаться працювати в колективі.

Урок 5. Транзистор та його застосування.

Основний матеріал: транзистор та його призначення (підсилення та генерація сигналів; будова та принцип дії транзистора (напівпровідникового тріода); історичні відомості про винахід напівпровідникових транзисторів.

Методичні рекомендації. В результаті спостереження нами було виявлено, що в школі розглядається лише один спосіб вмикання транзистора - з спільною базою. Це не самі поширені схеми вмикання, частіше використовують схеми з спільним емітером. Тому ми рекомендуємо ознайомити десятикласників з новим способом включення транзистора [28]. До того ж пізніше в підручнику "Фізика - 11" показано використання транзистора саме з спільним емітером. Крім того, ми пропонуємо ввести поняття "коефіцієнт підсилення потужності". Без нього вивчення транзистора малоефективне, оскільки учні не розуміють застосування транзисторів.