Еквівалентна схема р-п - переходу. Температурні і частотні властивості р-п-переходу. Види і способи створення р-п - переходу

4. Еквівалентна схема р-п - переходу. Температурні і частотні властивості р-п-переходу. Види і способи створення р-п - переходу.

Домінуючі методи навчання: лекція, пояснення, узагальнення, демонстрація.

Матеріально - технічне забезпечення: кодопосібники, плакати, графопроектор "ЛЕКТОР 2000 ", кадропроектор "Альфа", схеми з поясненням електрофізичних властивостей напівпровідників, таблиці [23, 5].

Студенти повинні добре засвоїти електрофізичні властивості напівпровідників і фізичні основи роботи напівпровідникових приладів. На основі набутих студентами знань по хімії викладач розповідає, що напівпровідники (кремній, германій та ін) відносяться до четвертої групи таблиці Менделєєва і у чистому вигляді мають високий питомий електричний опір, що наближає їх за електропровідністю до діалектриків. Значення питомого електричного опору чистих напівпровідникових матеріалів лежать у діапазоні від 0,65 Ом м (германій) до 10⁸ Ом м (селен), що перевищує питомий опір міді приблизно в 35-10⁶ і 55-10¹³ раз. Введення до чистого напівпровідника невеликої кількості домішок (наприклад, атом домішки на мільйон атомів напівпровідника) різко збільшує електропровідність такого матеріалу [5, 30].

У залежності від концентрації домішок напівпровідникові матеріали можуть мати питомий опір в межах 10"⁵ - 10² Ом-м, що в 600 - 6000-10⁶ раз більше питомого опору міді. Дозуючи концентрації домішок, можна отримати напівпровідникові матеріали з різними значеннями питомого електричного опору, який можна змінювати в широкому діапазоні. Такі напівпровідники за своїми електропровідними властивостями займають проміжне положення між металами та діалектриками [6, 272].

Основне значення для роботи напівпровідникових приладів має електронно - дірковий перехід, який являє собою зону на межі двох напівпровідників, один з яких має електронну, а інший - діркову електропровідність. Такий перехід називають р - п - переходом. Утворюють р - п - перехід, наприклад, внесенням донорної домішки до певної частини напівпровідника р - типу [8,27].

Розглянемо схематично місце стикання напівпровідникових шарів п і р типу. Вільні електрони напівпровідника п - типу заповнюють вільні рівні рівні у валентній зоні напівпровідника п - типу заповнюють вільні рівні у валентній зоні напівпровідника р - типу, тобто заповнюють у ній дірки. У такий спосіб на межі двох напівпровідників утворюється шар, вільний від рухомих електричних зарядів. Такий шар має великий електричний опір і називається запираючим шаром. Його товщина - декілька мікрометрів. Розширенню запираючого шару перешкоджає електричне поле нерухомих іонів домішків з напруженістю Е_зап у р - і п - зонах. Напрям цього поля такий, що воно перешкоджає пересуванню основних носіїв зарядів через запираючий шар. Якщо до напівпровідникового кристалу прикласти зовнішню напругу так, як це показано на рисунку ("+" до структури п - типу і "-" до структури р - типу), то вона створить у запираючому шарі електричне поле напруженістю Е_30вн> яке співпадає з напрямком поля нерухомих іонів Е_зап. Це приводить до розширення запираючого шару, збільшення опору р - п - переходу. Струм через нього малий, оскільки він створюється не основними носіями зарядів, тобто електронами в р - шарі і дірками п - шарі. Цей струм називають зворотним, а р - п - перехід у такому стані закритим.

Якщо змінити полярність зовнішньої напруги, то зовнішнє поле буде спрямоване назустріч запираючому, запираючий шар стає вужчим і при наявності напруги 0,3 + 0,5 В опір р - п - переходу різко зменшується і виникає відносно великий струм. Повна вольт - амперна характеристика (ВАХ) р - п - переходу показана на рисунку. Вона є суттєво нелінійною. На ділянці 3 існує лише зворотний струм за рахунок наявності невеликої кількості не основних носіїв зарядів, тобто електронів в р - зоні і дірок в п - зоні. Із збільшенням зворотної напруги Е_зовн стає такою великою, що не основні носії починають рухатися з великою швидкістю, достатньою для лавиноподібного розмноження носіїв зарядів - електронів і дірок. Цей вид пробою називають лавинним [8, 29].

Властивості чистих та легованих напівпровідників, а також р - п - переходу використовують в двохелектродних напівпровідникових приладах - резисторах та діодах. У більш складних приладах - транзисторах і тиристорах - використовують електричні властивості, які утворюються взаємодією декількох р - п - переходів [6, 274].

Методичними особливостями заключного заняття з розділу є:

Тестування з розділу (Додаток 5);

5. Узагальнення і систематизація з розділу у вигляді опорно - інформаційних схем, табличних алгоритмів.

3.3 Анкетування студентів з даної проблеми

Думка студентів про проведення теоретичних занять з дисципліни: "

Основи електроніки та мікропроцесорної техніки ".

Потрібне в відповідях підкреслити, анкету не підписувати.

1. Ви рахуєте, що викладач свій предмет?

а) знає і ясно викладає;

б) знає, але інколи викладає його неясно;

в) знає не досить.

2. Викладач звичайно читає?

а) в доброму темпі;

б) зовсім помалу;

в) зовсім швидко.

3. Викладач звичайно читає?

а) дуже ясно;

б) ясно; в) неясно.

4. Викладач звичайно говорить?

а) з необхідною гучністю;

б) дуже голосно;

в) дуже тихо.

5. Конспектувати його лекції?

а) легко;

б) нормально;

в) важко.

6. Викладач дає можливість задавати йому в ході лекції запитання?

а) завжди;

б) не завжди;

в) ніколи.

7. Наочні посібники і демонстраційні досліди, які застосовуються викладачем?

а) дуже добре допомагають зрозуміти матеріал лекції;

б) допомагають;

в) не допомагають.

8. Викладач пише на дошці?

а) завжди чітко;

б) не завжди чітко;

в) не чітко.

9. Викладач відноситься до аудиторії?

а) з повагою;

б) байдуже;

в) без поваги.

10. Викладач креслить на дошці?

а) завжди чітко;

б) не завжди чітко;

в) не чітко.

11. Досягають мети відступи, замітки, жарти викладача?

а) так;

б) зрідка;

в) ні.

12. На питання викладач звичайно відповідає?

а) досить ясно;

б) інколи неясно;

в) не ясно.

13. Зв'язок (контакт) викладача з аудиторією звичайно?

а) досить добрий;

б) достатній;

в) недостатній.

14. Викладач допомагає студентам виділяє головне в матеріалі лекції?

а) досить;

б) іноді недостатньо;

в) не допомагає.

15. В загальному слухати лекції?

а) дуже цікаво;

б) цікаво;

в) не цікаво.

Цю анкету можна розмножити на ксероксі і викладачі повинні запропонувати її своїм студентам з метою самовдосконалення. Отримані відповіді нікуди не повідомляються.

Було проведено анкетування в двох групах третього курсу: Е - 31, Е - 32 і опитано 34 студенти. В групі Е - 31 були присутні 18 чоловік, авЕ-32-16 чоловік. Відповідно були відсутні в Е - 31 - 4 чоловік, а в Е - 32 - 6 чоловік.

Результати анкетування по двох групах:

На перше запитання анкети: Ви рахуєте, що викладач знає свій предмет? відповіли студенти в процентному відношенні: а) знає і ясно викладає - 64,7% опитаних; б) знає, але інколи викладає його неясно - 29,4% опитаних; в) знає не досить - 5,8% опитаних.

На друге запитання анкети: Викладач звичайно читає? Відповіли

студенти наступним чином: а) в доброму темпі - 55,8% опитаних; б) зовсім помалу - 44,2% опитаних; в) зовсім швидко - 0%.

На третє запитання: Викладач звичайно читає? Студенти дали відповідь наступним чином а) дуже ясно - 17,6% опитаних; б) ясно - 79,3% опитаних; в) неясно - 2,9% опитаних.

На четверте запитання анкети: Викладач звичайно говорить? відповіли студенти а) з необхідною гучністю - 52,9% опитаних; б) дуже голосно -

38,2% опитаних; в) дуже тихо - 8,8% опитаних.

На п'яте запитання: Конспектувати його лекції? дали відповідь студенти

наступним чином а) легко - 32,3% опитаних; б) нормально - 64,8% опитаних; в) важко - 2,9% опитаних.

На шосте запитання: Викладач дає можливість задавати в ході лекції запитання? а) завжди - 67,6% опитаних; б) не завжди - 29,4% опитаних;

в) ніколи - 2,9% опитаних.

На сьоме запитання: Наочні посібники і демонстраційні досліди, які застосовуються викладачем? Студенти відповіли а) дуже добре допомагають зрозуміти матеріал лекції - 32,3% опитаних; б) допомагають - 64,7% опитаних; в) не допомагають - 2,9% опитаних.

На восьме запитання анкети: Викладач пише на дошці? студенти відповіли а) завжди чітко - 61,7% опитаних; б) не завжди чітко - 38,2% опитаних;

в) не чітко - 0%.

На дев'яте запитання анкети: Викладач відноситься до аудиторії? студенти відповіли а) з повагою - 70,5% опитаних; б) байдуже - 29,4% опитаних; в) не чітко - 0%.

На десяте запитання анкети: Викладач креслить на дошці? студенти відповіли а) завжди чітко - 67,6% опитаних; б) не завжди чітко - 29,4% опитаних; в) не чітко - 2,9% опитаних.

На одинадцяте запитання: Досягають мети відступи, замітки, жарти викладача? Студенти відповіли а) так - 58,8% опитаних; б) зрідка - 38,4% опитаних; в) ні - 2,9% опитаних.

На дванадцяте запитання: На запитання викладач звичайно відповідає? студенти відповіли а) досить ясно - 64,6% опитаних; б) інколи не досить ясно - 35,2% опитаних; в) неясно - 0%.

На тринадцяте запитання: Зв'язок (контакт) викладача з аудиторією звичайно? Студенти відповіли наступним чином а) досить добрий 58,8% опитаних; б) достатній - 35,2% опитаних; в) не достатній - 5,8% опитаних.

На чотирнадцяте запитання: Викладач допомагає студентам виділяти головне в матеріалі лекції? відповіло а) досить - 73,5% опитаних; б) іноді недостатньо - 26,4% опитаних; в) не допомагає - 0%.

На п'ятнадцяте запитання: в загальному слухати лекції? студенти відповіли а) дуже цікаво - 32,3% опитаних; б) цікаво - 61,7% опитаних; в) не цікаво - 5,8% опитаних.

Досвід роботи з анкетою такого типу на протязі багатьох років показав, що немає підстав боятися легковажного чи необ'єктивного ставлення студентів до опитування, думати, що в відповідях грають роль неділові мотиви. Всі викладачі, які проводили опитування, відмічали серйозний підхід студентів до анкет і цікавість з якою давали відповіді на запитання. Нерідко студенти записують на іншому боці бланків анкети змістовні замітки, які характеризують викладачів як з позитивної, так і з негативної сторони, а також свої побажання. Вони не завжди розумні і виконувані, але майже завжди заставляють задуматися. Немає сумніву в тому, що опитування такого роду оправдовують себе і неупереджений аналіз їх результатів приносить користь справі [30, 138].

Висновки та пропозиції

Проведено аналіз педагогічної та методичної літератури.

Визначено стан організації навчально-пізнавальної діяльності студентів на теоретичних заняттях з дисципліни "Основи електроніки та мікропроцесорної техніки" в аграрному коледжі з допомогою анкетування.

Розроблено орієнтовний тематичний план та робочу програму з дисципліни "Основи електроніки та мікропроцесорної техніки", зроблено відбір змісту матеріалу згідно діючої програми для вищих навчальних закладів по підготовці молодших спеціалістів спеціальності 5.091903 "Електрифікація і автоматизація сільського господарства".

Розроблено методику навчання теоретичних занять з розділу "Фізичні основи електроніки" з трьох занять: "Вступ", "Основи електронної теорії" та "Електрофізичні властивості напівпровідників". Розроблено тестування з розділу для перевірки набутих студентами знань з дисципліни.

Дана методика може стати основою для методики навчання інших спеціальних дисциплін.

Викладачі вищих навчальних закладів добре обізнані у своїй дисципліні, володіють педагогічною майстерністю, застосовують технічні засоби навчання, користуються у своїй роботі принципами гуманізму та демократизму.

Список використаної літератури

1.  Алексюк А.М. Педагогіка вищої освіти України: історія, теорія - К.: Либідь, 1998-558 с.

2.  Алексюк А.М. Педагогіка. - К.: Вища школа, 1985 - 296 с.

3.  Бабанский Ю.К. Педагогика. - М.: Просвещение, 1988 - 478 с.

4.  Балаев А.А. Активньїе методи обучения. - М.: Профиздат, 1986 - 96 с.

5.  Биков М.М. Основи електроніки. Вінниця: ВДТУ, 2001. - 132 с.

6.  Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Львів.: Афіша, 2001-424 с.

7.  Воротникова А.Й., Кремнева Т.И. Активные методы и прием самостоятельной работи - Тамбов: ч.2, 2000 - 24 с.

8.  Гершунский Б.С. Основи электроники и микроэлектроники. - К.: Вища школа, 1987-422 с.

9.  Гончаренко С. Український педагогічний словник - К.: Либідь, 1997 - 376 с. .

10.  Гуменюк А.А. Методика обучения по предмету " Растениеводство" - К.: Вища школа, 1985-264 с.

11.  П. Ерецкий М.И. Совершенствование обучения в техникуме. - М.: Вьісшая школа., 1987. - 264 с.

12.  Журавель В.Ф., Ільїн В.В., Кузнецов В.О., Сухарніков Ю.В. Рекомендована практика конструювання тестів професійної компетенції випусників вищих навчальних закладів/ За заг. ред. Ю.В. Сухарнікова. - К.: Аграрна освіта, 2000. - 38 с.

13.  Журавська Н.С. Організація самостійної роботи студентів / Науковий вісник. НАУ-№4. ст.73~78.

14.  3агальна електротехніка з основами автоматики. Навчальні завдання і методичні вказівки по вивченню питань винесених на самостійне опрацювання. Розділ " Основи електроніки " / Мельник В.В. - Мирогоща, 2000. - 17 с.

15.  Кропова Л.А. Прозктирование и анализ современного урока: - Новокузнецк: Издательство ИПК, 2001. - 49 с.

16.  Лекция и лекторское мастерство. Методическая разработка для преподавателей. - К.: Печатний участок УПК УСХА, 1984. - 60 с.

17.  Локазюк В.М. Мікропроцесори та мікроЕОМ у виробничих системах. - К.: ВЦ "Академія", 2002. - 368 с.

18.  Лузан П.Г. Активізація навчання у сільськогосподарському вузі. - К.: ІАЕУААН, 1996. - 150 с.

19.  Махмутов М.И. Современньїй урок. Вопросы теории. 2-е издание - М.: Педагогика, 1981 - 192 с.

20.  Мойсеюк Н. Є. Педагогіка - К.: ВЦ "Академія", 2001. - 607 с.

21.  Мухаметзянова Ф. С, Корнилова Н.Ю., Тамаров П.Г. Технология модульного обучения. Модульно - рейтинговая система контроля / Под общей ред. Т.Ф. Есенковой. - Ульяновск.: ИПК ПРО, 2001. - 84 с.

22.  Общая методика обучения общетехническим и специальннм дисциплінам в инженерном вузе. / В.Г. Иванов, И.Я. - Казань, 2001. - 300 с.

23.  Основи електроніки і мікропроцесорної техніки. Програма для вищих навчальних закладів по підготовці молодших спеціалістів із спеціальності 5.091903 "Електрифікація і автоматизація сільського господарства". - Немішаєво.: НМЦ, 2002 - 12 с.

24.  Педагогика. Учебное пособие для факультетов повышения квалификации преподавателей средних специальных учебных заведений / Под общ. ред. А.П. Кондратюка. - К.: Вища школа, 1976. - 374 с.

25.  ПІШЄНІН В.О. Електроніка і мікропроцесорна техніка, - Вінниця: ВДТУ, 2001 - 67 с.

26.  Семушина Я.Г., Ярошенко Н.Г. Содержание и методи обучения в средних специальных учебных заведеннях. - М.: Висшая школа, 1990 - 178 с.

27.  Стахів П.Г. Основи електроніки. - Л.: Видавництво Нац. Університету "Львівська політехніка", 2002. - 119 с.

28.  Технічні засоби навчання. Курс лекцій / Є.О. Перепелиця. К.: НПУ ім. Драгоманова, 2001. - 148 с.

29.  Фіцула М.М. Педагогіка. - К.: ВЦ " Академія, 2002. - 528 с. ЗО. Цехнович Л.И. Лекционное изложение технических наук. - К.: Вища школа, 1988-145 с.