Жартылай өткізгіш аспаптардың құрылымы, маркировкасы, схемада қосылуы

Сабақ өткізілетін күні «       »             І курс № 11­15 топ             2016 жыл «Бекітемін» Директордың оқу өндірістік жұмыстары жөніндегі орынбасары              А. Романкулов               Өндірістік сабақ жоспары №        Сабақтың     тақырыбы:  Жартылай     өткізгіш   аспаптардың   құрылымы,   маркировкасы, схемада қосылуы. Сабақтың білімділік мақсаты:  Білім алушыларға жартылай өткізгіш аспаптарының  негізгі бөліктерінің   құрылымы     және   транзистор,   интегралды   микросхемалардың   параметрлерін өлшеу жайлы түсінік беру.   Транзисторлардың негізгі бөліктерінің жұмыс істеу тәртібімен таныстыру.       Сабақтың   тәрбиелік   мақсаты:  Жартылай   өткізгіштің     негізгі   бөлігі   жұмысын   түсіндіре отырып,  оқушыларды ұқыптылыққа, техникалық қауіпсіздік ережесін есте сақтауға, өз ойын толық жеткізе білуге тәрбиелеу.  Сабақтың дамытушылық мақсаты:  Білім   алушылардың  теориялық  білімдерін   практика жүзінде ұштастыруын ұйымдастыру, жартылай өткізгіш аспаптарды   игерте отырып, жұмыс орнында техника қауіпсіздігі ережелерін қатан сақтауға дағдыландыру. Сабақтың   материалдық­техникалық   жабдықталуы: микросхемалар жайлы бейне көрсетілімдер, технологиялық карта.  Транзистор,   интегралды Сабақ барысы: І. Ұйымдастыру кезеңі: 1.Білім алушылардың сабаққа қатысуы мен дайындығын тексеру 2.Білім алушылардың арнаулы киімдерін тексеру ІІ. Кіріспе нұсқау: 1. Білім алушыларға сабақтың тақырыбы мен мақсатын хабарлау және түсіндіру 2. Өткен сабақ бойынша білім алушылардың білімін тексеру: Сұрақ­жауап. 1. Интегралды микросхема? 2. Интегралды микросхемалардың негізгі параметрлері? 3. Гибридті интегралды микросхема? 4. Сызықты ­ импульстік микросхемаларға ? 5. Логикалық интегралды микросхемалар? 6. Транзистор ? Білім алушыларға  жаңа сабақ бойынша нұсқау беру:Жартылай өткізгішті диод деп бір p – n өтуі және екі шығыстары болатын жартылай өткізгішті   аспапты   атайды.   Мұндай   диод   технологиялық   қабылдау   бірімен   p   –   n   өту орындалатын   жартылай   өткізгіш   кристалл.   Өтуді   құрайтын   кристаллдың   екі   әр   түрлі облыстың   беттер   бөлігін   сыртқы   шығыстардың   пісіретін   немесе   дәнекерлейтін   металл пленкамен жабады . Жартылай өткізгіштің құрылымы мен шартты белгіленуі Жартылай өткізгіштік диодтың негізгі элементі p – n өту болып табылады, сондықтан шынайы   диодтың   вольтамперлік   сипаттамасы   10   суретінде   келтірілген   p   –   n   өтудің вольтамперлік сипаттамасына жақын. Диодтың параметрлері және жұмыс режимі қосылған U кернеуінен I диод тогы арқылы ағатын байланысты иллюстрациялайтын оның вольтамперлік сипаттамасымен   анықталады.  Аспаптың   типтік   вольтамперлік   сипаттамасы   12   суретте көрсетілген. Диодтардың және оның вольтамперлік сипаттамасының шартты графикалық белгіленуі Диодқа қосымша кернеудің полярлығы әр түрлі болады. Электродтардың арасындағы кернеу оң болып есептеледі. Ал аспаптың анодына оң таңбамен , катодқа теріс таңбамен қойылады. Кернеу ұлғайғанда тез өсетін оң таңбалы кернеуде диод тура ток арқылы өтеді. Теріс таңбалы кернеуде диод жабық болып есептеледі. Кері ток тура токтан бірнеше қатарға аз. Ол арқылы маңызды емес кері ток өтеді. Жоғарыда қарастырылған шынайы жартылай өткізгішті диод және оның вольтамперлік сипаттамасы   p   –   n   өтуден   біршама   өзгеше.   Негізгі   айырмашылықтар   келесі   себептермен айқындалады. Біріншіден,   шынайы   диодтарда,   ереже   бойынша   pp>>nn   диодтың   тура   бағыттағы вольтамперлік мінездемеге әсер ететін тек базаның кедергісін rб ғана есептейді. Екіншіден,   шын   диодтарда   шектелген   өлшемдер   болады,   сондықтан   кристалдың үстінде жүретін процестерді есепке алу керек. Ағылу тоғы негізгі болып саналады, өйткені ол, диодтағы кері бағытты вольтамперлік мінездемеге әсер етеді. Осы себептер диодтың тура тоғы p – n өтуінен кем болуына, және кері тоғы тұрақты болмай, біртіндеп өсетініне, әкеліп соғады (10 сурет,в). Жартылай өткізгіштерінің түрлері өте көп, класстануының негізгі белгілерінің бірі ол мақсатына p – n өтуінің бір құбылысқа байланысты.Түзеткіш немесе күштік диодтар, олардың негізінде вентиль эффектісі болып табылады (тура кернеуде тоқ үлкен, ал кері кернеуде тоқ аз) олар схемадағы айнымалы тоқты түзетуге арналған.   Көбінесе   олар   өндірістік   жиілікті   тоқтарды   50Гц÷50кГц   тұрақты   тоққа түрлендіруге   арналған.   Айнымалы   кернеуінің   параметрлеріне   (жиілікке   және   пішініне) байланысты, диодтарды төменгі  жиілікті және  жоғары  жиілікті  деп бөледі. Үлкен қуатты түзеткіш   диодтарды   күштілік   деп   атайды.   Оларға   вентильді   қасиеттері:   тура   және   кері бағыттағы   кернеу,   статикалық   параметрлері   маңызды   болып   табылады.   Диодтар   қуатты болғандықтан,   оларға   максимал   тура   тоқ   және   шекті   кері   кернеу   да   маңызды.  Түзеткіш диодтың негізгі параметрлері осылар болып табылады:  тұрақты кері кернеу Uкері – диодтың ұзақ уақытта бұзылуысыз жұмыс істей алатының кері бағыттағы кернеудің мәні;  орташа   тура   тоғы Iтура   орт –   тура   бағытта   диод   арқылы   ағатың   тұрақты   тоқтың максималдық мәні;  шекті максимал импульстік тура тоқ Iпри – тоқтың тапсырылған максималдық импульстің ұзақтығы;  тұрақты кері тоқ Iкері;  тұрақты тура кернеу Uпр – диод арқылы орташа тура тоқ өткен кезде кернеудің түсуі;  орташа тарау қуаты Pср – диодтың белгілі бір уақыт аралығындағы орташа тарау қуаты;  максималдық   жиілік Fмакс –   диодқа   қойылған   параметрлері   қамтамасыз   етілгенде максималдық   жұмыс   жиілігі.Егер   диодқа   берілген   айнымалы   кернеудің   жиілігі Fмакс­тан жоғары болса,диодтағы жоғалулар өте жоғары өседі. Шекті   кері   кернеуді   жоғарлату   үшін,түзеткіш   диодтарды   тізбектей   жалғайды.   Егер элементтердің   жалғануы   бір   кристалда   немесе   бір   корпуста   орындалса,   онда   сол   аспабы түзеткіш   столб   деп   аталады.   Схемадағы   диодтардың   тізбектей   жалғануынан,жай   диодқа қарағанда, кернеуінің түсуі көп болады. Түзеткіш   блоктар,бір   корпуста   жиналған   қарапайым   диодтық   схемадан   жасалынады. Көбінесе осы схема төрт бірдей диод арқылы орындалады. Аз   қуатты   жоғары   жиілікті   диодтар   вентиль   эффектісін   пайдаланады,   бірақта   оларға статикалық параметрлердің вентильді қасиеттерімен қоса диодтың өзіндік сиымдылығы және шығарғыштардың   индуктивтілігі   маңызды.   Индуктивтілігін   және   сиымдылығын   азайту үшін,қысқа шығарғыштар мен p – n өтуі көлемі жағынан аз диодтарды пайдаланады. Көбінесе, нүктелік диодтарды кең қолданады. Диод түрі Белгіленуі ВАС Түзеткіш диод Шотка диоды Стабилитрон СтабисторВарикап Туннельдік диод Қарымта диод Жартылай өткізгішті диодтардың негізгі техникалық шамалары Жартылай өткізгішті диодтардың сипаттамалары температураға тәуелді. Сондықтан оларды   температураның   шектеулі   аймағында   ғана   пайдалана   аламыз.   Мәселен,   германий диодтар үшін ­60­тан +70 °С, ал кремний диодтар үшін ­60­тан +120 °С. Жартылай өткізгішті диодтар мына төмендегі шамалар арқылы сипатталады: − вольтамперлік сипаттамасы,    [мА/В]; − айнымалы тоқ үшін ішкі кедергі,    [В/мА]; − тұрақты тоқ үшін кедергісі,    − түзету коэффициенті,    − Iтура тоқ дегеніміз, диод арқылы тоқ көзінің оң полюсіне сол полюсіне қарай, яғни оң ; бағытта жүретін тоқ; −   түзетілген,   яғни   тұрақты   тоқ   дегеніміз   үлпілдік   (пульсациялық)   тоқтың   тұрақты құраушысы немесе түзетілген тоқтың орташа мәні; − түзетілген тоқтың ең үлкен амплитудасы ­ активтік жүктемелі диод арқылы өтетін тоқтың ең үлкен мәніне тең. Түзетілген тоқтың мәні шамамен оның амплитудалық мәнінің 30%­на тең болады. − Iкері тоқ ­ кері кернеу берілген кезде диод арқылы өтетін тоқ. − кері кернеудің ең үлкен амплитудасы ­ диодтың қалыпты күйі сақталатын, тесіп өту болмайтын,   кері   кернеудің   шамасына   тең.   Ондай   кері   кернеудің   шамасы   25   В­дан   600   В аралығында болады. Әрбір диодқа өзінің техникалық сипаттамасында көрсетілген шамасынан артық кері кернеу беруге болмайды. Диодқа өткізу бағытында түсетін кернеудің мәні өте аз, ол 0,5­1,0 B аралығында ғана болады. Кіріспе нұсқауды пысықтау:Жартылай   өткізгіштердің   маңызды   ерекшелігі,   онда   қоспалар   болғанда,   өзіндік өткізгіштікпен бірге қосымша – қоспалық өткізгіштік болады. Қоспалардың концентрациясын өзгерте отырып, оң және теріс таңбалы зарядты тасымалдаушылардың санын едәуір өзгертуге болады. Ол атомнан оңай бөлініп шығып, еркін электронға айналады. Донорлық   қоспалары   бар   жартылай   өткізгіштер   электрондардың   көп   санына   ие болатындықтан, оларды n ­типті жартылай өткізгіш деп атайды. Ал акцепторлық қоспалары бар жартылай өткізгіштер кемтіктер, яғни p ­типті жартылай өткізгіш. p – n ауысудың қасиетін айнымалы токты түзету үшін пайдаланады. Оған арнап жасалған құралдарды жартылай өткізгіштік диод деп аталынады. Жартылай өткізгіштердің тағы бір қасиетіне, онда жарық сәулесінің әсерінен электр қозғаушы күштердің пайда болуы жатады. Оның бұл қасиетін жарық фотоэлементтерін жасау үшін пайдаланады. Міне   осындай   жартылай   өткізгіштердің   көмегімен   көптеген   құралдар   жасалынды. Оларға   диод,   түзеткіш   диод,   туннельдік   диод,   қарымта   диод,   варикап,   стабилитрон, транзисторлар және т.б.. Осы құрылғылар техникада кең қолданыс тапты: радиосигналдарды детекторлеу   станцияларында;   радиотехникада;   электроникада;   электр   және   радио электрондық   аппараттарда   айнымалы   токты   түзету,   детекторлеу,   электр   тербелістерін түрлендіру, электр тізбектерін ажыратып­қосу үшін, жалпы барлық техникада қолданылады. ІІІ. Ағымдық нұсқау: 1. Білім алушыларды жұмыс орындарына бөлу 2. Тексеру мақсатында білім алушылардың  жұмыс орындарын аралау 3. Білім алушылардың жаттығу жұмыстарын орындау үшін технологиялық нұсқау  картамен жұмыс жасауларын ұйымдастыру 1­аралау. Білім алушылардың жұмыс орындарын ережеге сай ұйымдастырылуын тексеру 2­аралау.Жұмыста қолданылатын  жұмыс құралдарының жұмысқа жарамдығын тексеру 3­аралау.Жұмыстың уақытылы басталуын білім алушылардың, іс­қимылдарының  дұрыстығын, құралдарды қолдану әдіс тәсілінің   дұрыстығын тексеру 4­аралау.Жаттығу жұмыстарын орындау барысында қауіпсіздік ережелерінің сақталуын  қадағалау 5­аралау.Жұмысты орындау кезінде білім алушылардың жіберген қателіктерін ескертіп,  түзету және қосымша нұсқау беру. 6­аралау. Білім алушылардың орындаған жұмыстарын қабылдап алу, тексеру, 7­аралау. Жұмыс орындарының тазалығын, құрал­аспаптардың дұрыс жиналуын тексеру ІV. Қорытынды нұсқау: 1.Сабақты қорытындылау ,бағалау. 2. Тапсырманы орындау және сабаққа қатысу белсенділігін сараптай отырып  білім  алушылардың  жақсы жұмыстарын атап өту. 3. Үйге тапсырма беру: Телефон аппараты туралы түсінігін дамыту.                                                  Өндірістік оқыту шебері:               І. Қуанышова