De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

HALFGELEIDERS Instructieprogramma Behoort bij OPEN LEERTAAK OT 1.3.1 Friesland College opleiding MKO-E Klik op deze toets.

Verwante presentaties


Presentatie over: "HALFGELEIDERS Instructieprogramma Behoort bij OPEN LEERTAAK OT 1.3.1 Friesland College opleiding MKO-E Klik op deze toets."— Transcript van de presentatie:

1 HALFGELEIDERS Instructieprogramma Behoort bij OPEN LEERTAAK OT Friesland College opleiding MKO-E Klik op deze toets

2 Inleiding Dit is waarschijnlijk het eerste instructieprogramma dat je maakt. Instructieprogramma’s vormen meestal een onderdeel van een open leertaak. In een instructie programma worden vaak onderdelen van de leerstof uitgelegd aan de hand van plaatjes, teksten, geluiden en video’s. Wat je in open leertaken leert wordt vaak getoetst tijdens een theorietoets in de toetsweek. In deze taak leer je over geleiders, isolatoren en halfgeleiders. In toets VL-1 wordt dit getest. Door op de pijltoets naar rechts te klikken kom je in het startmenu. Onderaan elke pagina vind je deze buttons. Als je niet weet hoe ze werken, klik dan nu op de button met het de i

3 INFO: De werking van de buttons Ga naar de volgende bladzijde Ga naar de vorige bladzijde Ga naar het startmenu aan het begin dit programma Door hierop te klikken kan je extra informatie over het onderwerp krijgen. Vaak zijn dit voorbeelden. In een extra informatie scherm vind je deze button om weer terug te keren naar de instructiebladzijde. Gebruik deze nu.

4 Startmenu STOP Zuiver halfgeleidermateriaal Verontreinigd halfgeleidermateriaal Toepassingen van halfgeleiders Stoppen met het programma Begin bij punt 1. Als je het programma niet in één keer kunt afmaken, onthoud dan waar je bent gebleven

5 Zuiver halfgeleidermateriaal Diodes, transistoren en IC’s (integrated circuits) worden gemaakt van halfgeleiders. De meest bekende halfgeleider is Silicium.

6 Zuiver halfgeleidermateriaal Silicium wordt gemaakt van gewoon zand

7 Zuiver halfgeleidermateriaal Zoals we weten bestaan alle materialen uit atomen. Een atoom bestaat uit een kern en elektronen. Halfgeleiders bezitten elektronen waarvan er 4 per atoom niet erg vast zitten aan de kern: ze zitten in de valentieband. We noemen dit een 4 waardig atoom. kern siliciumatoom

8 Zuiver halfgeleidermateriaal kern Brengen we een gelijk atoom in de buurt dan gaat deze een elektron uitruilen met het atoom. Kijk goed naar de figuur.

9 Zuiver halfgeleidermateriaal Brengen we nog een atoom in de buurt dan gaat ook deze een elektron uitruilen met het atoom. kern

10 Zuiver halfgeleidermateriaal Het plaatje wordt nu al aardig ingewikkeld. Daarom stellen we dit schematisch voor. De beide figuren stellen dus hetzelfde voor. kern atoom

11 Zuiver halfgeleidermateriaal Kijk goed: Het middelste atoom heeft nog 2 elektronen over. Het kan nog twee atomen zoeken om elektronen mee uit te wisselen. kern atoom

12 Zuiver halfgeleidermateriaal Kijk goed: Het middelste atoom heeft nog 2 elektronen over. Het kan nog twee atomen zoeken om elektronen mee uit te wisselen. atoom

13 Zuiver halfgeleidermateriaal De elektronen van het middelste atoom zijn allemaal gebonden aan een naburig atoom en komen daardoor erg vast te zitten. atoom

14 Zuiver halfgeleidermateriaal Alle atomen halen deze truc uit met 4 buren. Zo ontstaat de structuur die we ook bij diamant tegenkomen. atoom

15 Zuiver halfgeleidermateriaal atoom VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator? ANTWOORD

16 Zuiver halfgeleidermateriaal atoom VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator? ANTWOORD: Door de hechte structuur zijn er geen vrije elektronen Er kan dus geen stroom gaan lopen

17 Zuiver halfgeleidermateriaal atoom Zuiver halfgeleidermateriaal is een zeer slechte geleider

18 Zuiver halfgeleidermateriaal atoom We noemen zuiver halfgeleidermateriaal ook wel INTRINSIEK materiaal

19 Zuiver halfgeleidermateriaal Dit is het laatste scherm van het onderdeel 1 Zuiver halfgeleidermateriaal. Door op verder te klikken kom je in onderdeel 2 Verontreinigd halfgeleidermateriaal. Je kunt nu ook stoppen via de menutoets. Onthoud dan waar je bent gebleven.

20 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom We hebben gezien dat er een halfgeleider, bijvoorbeeld silicium, een ideale structuur ontstaat tussen de atomen. Elk atoom ruilt 1 elektron uit met 4 buren. De stof heet INTRINSIEK en is een isolator.

21 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 5 waardig atoom. Een atoom dat 5 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld fosfor).

22 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 5 waardig atoom. Een atoom dat 5 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld fosfor).

23 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 5 waardig atoom. Een atoom dat 5 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld fosfor).

24 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Er is nu een elektron over in de structuur. Dit elektron is te vergelijken met een vrij elektron in een metaal. Elektron over

25 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Elektron over ANTWOORD VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator?

26 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Elektron over VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator? ANTWOORD: Door de verontreiniging ontstaan er vrije elektronen. Deze maken geleiding mogelijk. De stof is een geleider geworden De weerstand hangt af van de hoeveelheid fosforatomen.

27 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Even een paar termen: De 5 waardige stof (fosfor) noemen we een donoratoom Het materiaal wat nu ontstaat heet N-Silicium. Dit materiaal hebben we nodig voor de fabricage van transistors en Chips. N-Silicium

28 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Naast N materiaal kennen we ook nog P materiaal We gaan eerst weer terug naar het zuivere of INTRINSIEKE silicium.

29 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 3 waardig atoom: Een atoom dat 3 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld Borium).

30 Verontreinigd halfgeleidermateriaal Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 3 waardig atoom: Een atoom dat 3 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld Borium).

31 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Nu gaan we een van de atomen vervangen door een 3 waardig atoom: Een atoom dat 3 elektronen in de valentieband beschikbaar heeft voor uitwisseling (bijvoorbeeld Borium).

32 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Er is nu een elektron tekort in de structuur. We noemen dit een gat. Elektron tekort = gat

33 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Een elektron dat toevallig voorbij komt kan in het gat duiken.

34 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Een elektron dat toevallig voorbij komt kan in het gat duiken.

35 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Om even later door te reizen naar een ander atoom

36 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Om even later door te reizen naar een ander atoom

37 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom ANTWOORD VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator?

38 Verontreinigd halfgeleidermateriaal borium atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom VRAAG: Is deze stof een geleider of een isolator? ANTWOORD: Door de verontreiniging ontstaan er gaten. Door deze gaten kunnen elektronen zich verplaatsen De stof is een geleider geworden De weerstand hangt af van de hoeveelheid bariumatomen.

39 Verontreinigd halfgeleidermateriaal fosfor atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Si atoom Even een paar termen: De 3 waardige stof (fosfor) noemen we een acceptor atoom Het materiaal wat nu ontstaat heet P-Silicium. Dit materiaal hebben we naast N materiaal ook nodig voor de fabricage van transistors en Chips. P-Silicium

40 Verontreinigd halfgeleidermateriaal De weerstand is afhankelijk van de mate van verontreiniging Veel verontreinigingsatomen Weinig verontreinigingsatomen Lage weerstand grote stroom Hoge weerstand kleine stroom

41 Dit is het laatste scherm van het onderdeel 2 Verontreinigd halfgeleidermateriaal. Door op verder te klikken kom je in onderdeel 3 Toepassingen. Je kunt nu ook stoppen via de menutoets. Onthoud dan waar je bent gebleven. Verontreinigd halfgeleidermateriaal

42 Toepassingen Bijna alle elektronische apparatuur is opgebouwd uit halfgeleiders zoals transistoren, dioden en Integrated circuits (chips). Al deze onderdelen werken door een verschijnsel dat optreedt als je een stukje P-materiaal in contact brengt met een stukje N-materiaal

43 Toepassingen Bijna alle elektronische apparatuur is opgebouwd uit halfgeleiders zoals transistoren, dioden en Integrated circuits (chips). Al deze onderdelen werken door een verschijnsel dat optreedt als je een stukje P-materiaal in contact brengt met een stukje N-materiaal PN

44 Toepassingen Er ontstaat dan een zogenaamde PN overgang of diodeovergang. De meest eenvoudige elektronische component is de diode PN 1N4004 Schemasymbool Werkelijke vorm Opbouw silicium

45 Toepassingen Door een diode wil maar in een richting stroom lopen + __ + Er loopt stroom Er loopt geen stroom

46 Toepassingen Nemen we 3 delen verontreinigd halfgeleidermateriaal dan kunnen we een transistor maken N P N

47 Toepassingen Nemen we 3 delen verontreinigd halfgeleidermateriaal dan kunnen we een transistor maken De werking hiervan leren we in projectperiode 3 N P Silicium N

48 Toepassingen Bijna alle elektronische apparatuur wordt met transistoren en diodes gemaakt.

49 Toepassingen Bijna alle elektronische apparatuur wordt met transistoren en diodes gemaakt. Van de kleinste walkman…..

50 Toepassingen Bijna alle elektronische apparatuur wordt met transistoren en diodes gemaakt. Van de kleinste walkman….....tot de snelste PentiumII processor

51 Toepassingen Bezoek ook eens Waar je de fabricage van chips en halfgeleiders kunt bekijken Klik hier

52 Toepassingen Dit zijn miljoenen transistoren

53 Toepassingen Van heel dichtbij

54 Dit is het laatste scherm van het onderdeel 3 Verontreinigd halfgeleidermateriaal en tevens het laatste scherm van deze instructie. Klik op de menutoets Toepassingen


Download ppt "HALFGELEIDERS Instructieprogramma Behoort bij OPEN LEERTAAK OT 1.3.1 Friesland College opleiding MKO-E Klik op deze toets."

Verwante presentaties


Ads door Google