Практическое занятие с использованием лабораторного эксперимента по исследованию диода

                        План занятия по применению технологии модульного обучения

Преподаватель: Белова С.В.

Дисциплина: Основы электротехники

Группа: 11С-235

Аудитория: 611

Тема: «Практическое занятие с использованием лабораторного эксперимента по исследованию диода».

Цель урока: освоение учебного материала в процессе активной деятельности; развитие навыков самостоятельности и самоконтроля; повышение познавательного интереса; развитие у обучающихся умения планировать свою экспериментальную деятельность по исследованию зависимости прямого и обратного токов через р-п-переход диода от приложенного напряжения.

Структура модульного урока:

1.      Мотивационный этап.

УЭ 0- определяется цель работы, которая будет достигнута в результате освоения модуля по теме занятия, рекомендуемое время 2 минуты.

УЭ 1- проводится беседа с учащимися, настраивающая на самостоятельную деятельность, проверяются сформированные умения для освоения модуля. Прослушивается инструкция по технике безопасности к последующей работе, рекомендуемое время 5 минут.

2.      Работа с модульными блоками – учебными элементами (УЭ), которые структурируются в определенном порядке, нумеруются и предлагаются учащимся в индивидуальных комплектах.

УЭ 2 - письменно ответить на поставленные вопросы, применяя учебное пособие Славинский А. К. «Электротехника с основами электроники» п.5.2, 5.3, рекомендуемое время 10-12 минут.

УЭ 3 - решение задач. Студент выбирает одну из предложенных задач с учетом понимания в ходе анализа и логического поиска решения задачи, рекомендуемое время 15-20 минут.

УЭ 4 – выполнение лабораторной работы по исследованию зависимости прямого и обратного токов через р-п-переход диода от приложенного напряжения, студенты делятся по парам, рекомендуемое время 40 минут.

3.      Рефлексия. Самооценка уровня продуктивности работы учащихся. Дифференцированное задание для работы дома, выбор которого зависит от результата работы с модулем.

УЭ 5 – заполнение анкеты, выдача дифференцированного домашнего задания, рекомендуемое время 7-10 минут.

Выполнение УЭ:

УЭ 2- тест (выбрать один правильный ответ):

1.Полупроводники по проводимости находятся…

а) между диэлектриком и проводником;

б) выше проводников;

в) ниже диэлектриков.

2.Примеси, атомы которых отдают электроны называются:

а) акцепторами;

б) электронной примесью;

в) донорами;

г) дырочной примесью.

3.Полупроводники с преобладанием электронной проводимостью называются…

а) полупроводниками р-типа;

б) полупроводниками n-типа;

в) полупроводниками р-n типа;

г) полупроводниками n-р типа.

4.Электронно-дырочный переход это:

а) p-n – переход;

б) р-р – переход;

в) n-n – переход.

5.Полупроводниковые приборы выполняются с использованием в качестве основного материала:

а) Алюминия;

б) Железа;

в) Меди;

г) Кремния.

6.Электроды полупроводникового диода имеют название…

а) Катод, управляющий электрод;

б) База, эмиттер;

в) Катод, анод;

г) Сетка, анод.

7.Сколько p-n переходов содержит полупроводниковый диод?

а) Один;

б) Два;

в) Три;

г) Четыре.

8.На рисунке изображено условно-графическое обозначение…

а) биполярного транзистора;

б) тиристора;

в) полевого транзистора;

г) выпрямительного диода;

9.Основное свойство полупроводникового диода…

а) преобразовать постоянный ток в переменный;

б) пропускать ток в обратном направлении;

в) не пропускать постоянный ток;

г) пропускать ток в прямом направлении.

10. Пробой диода наступает при…

а) превышении прямого тока;

б) достижении обратным напряжением некоторого критического значения;

в) отсутствии тока.

       Ключ: 1-а; 2- в; 3-б; 4- а; 5- г; 6- в; 7- а; 8- г; 9- г; 10- б.

Критерии оценки

УЭ 3 - задачи:

№1. Концентрация электронов проводимости в германии при комнатной температуре n = 3·10¹⁹ м^-3. Плотность германия 5400 кг/м³, молярная масса германия 0,073 кг/моль. Каково отношение числа электронов проводимости к общему числу атомов?

№2. Концентрация электронов проводимости в германии равнялась 3 · 10¹⁷ м⁻³. После легирования германия мышьяком концентрация электронов проводимости увеличилась в 1000 раз. Во сколько раз количество атомов германия в образце превышает количество атомов мышьяка?

Критерии оценки:

Ключ:

№1.

Решение

В начале определим общее число атомов:

Теперь вычислим искомое соотношение:

Таким образом, мы нашли долю электронов проводимости от общего числа атомов.

Ответ: 6,7*10^-10.

№2.

Решение. Пусть x — массовая доля в единице объема. Концентрация атомов германия (концентрация электронов проводимости). Каждый атом мышьяка отдает один электрон. Тогда отношение концентрации электронов проводимости к концентрации атомов равно Концентрация электронов проводимости мышьяка Общая концентрация электронов проводимости стала  По условию следовательно, Тогда отношение атомов германия к числу атомов мышьяка равно

Ответ: 1,5 · 10⁸.

УЭ 4 – использование методического пособия с указанием поэтапного проведения лабораторной работы «Исследование диода». Пользуясь принципиальными схемами, приведенными в руководстве, начертить схемы соединения проведения экспериментов, перечисленных в лабораторной работе, подготовить письменный отчет по результатам исследования, ответить на контрольные вопросы.

Критерии оценки:

УЭ 5 – подведение итогов работы учащихся, заполнение предложенной анкеты эффективности собственной работы на занятие, получение дифференцированного домашнего задания.

Анкета

Домашнее задание:

1.      Славинский А. К. Электротехника с основами электроники: учебное пособие,

п.5.6, 5.7

2.      Задание по выбору:

А) подготовить презентацию «Полупроводниковые диоды»;

Б) Решить задачу:

В цепи, изображенной на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В, отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течет ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

Ответ: направления токов изображены на рисунках, R₁ = 20 Ом, R₂ = 10 Ом.