LP Gym Physik Ebene 4 - Lehrerseite von Wolfram Thom

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5.2 Einführung in die Halbleiterphysik (ca. 14 Std.)
Einblicke in die Vielfalt der Möglichkeiten, das elektrische Verhalten von Halbleitern zu beeinflussen,
sowie in die technischen Anwendungen von Halbleitern führen die Schüler in die moderne Welt der
Elektronik ein und können zum selbständigen Experimentieren anregen (6 FZ).
Einfluß von Temperatur und Beleuchtung auf die
Eigenleitung von Halbleitern
Störstellenleitung bei dotierten Halbleitern;
Effekte an der p-n-Grenzschicht von Halbleiterdioden
spezielle Dioden: Leuchtdiode, Photodiode
(Photoelement), Zenerdiode
Eigenschaften des Transistors
Erklärung durch Elektronen- bzw. Löcherleitung
(6 C10)
Gleichrichtung von Wechselstrom mit Einwegbzw.
Brückengleichrichtern als Anwendung
Aufnahme und Diskussion von Diodenkennlinien;
typische Anwendungsbeispiele
Anwendung als Stromverstärker; Ausblick auf
Grundlagen und Bedeutung der Halbleiterfertigungstechnik
(6 MT, BO)
Für Schülerübungen bieten sich die folgenden Themen an: Einfluß von Temperatur und Beleuchtung
auf die Eigenleitung von Halbleitern, Kennlinien von Halbleiterdioden, Transistor als Stromverstärker
5.3 Steuern und Regeln mit Elementen der Mikroelektronik (ca. 14 Std.)
Die Schüler sollen erkennen, daß das dynamische Verhalten vieler technischer, biologischer und
ökonomischer Systeme durch Regelvorgänge bestimmt wird. Sie sollen dieses Prinzip in einfachen
Anwendungen realisieren können.
Steuern und Regeln als allgemeine, nicht auf die
Elektronik beschränkte Begriffe
Prinzip der Rückkopplung in technischen,
biologischen, ökologischen und ökonomischen
Systemen
Eigenschaften des Operationsverstärkers;
einfache technische Anwendungen
Schalten und Verstärken als Sonderfälle der
Steuerung
einfache Beispiele zu Gegenkopplung und
Mitkopplung (6 B10, WR; 6 U); Einsatz eines
Computer-Simulationsprogramms oder einfache
Experimente zur Steuerung und Regelung mit
Physikinterface und Rechner
Verwendung des Operationsverstärkers als
"Blackbox" (ohne Beschaltung: Komparator; mit
Gegenkopplung: Beschränkung auf den invertierenden
oder den nicht-invertierenden Verstärker);
Messung kleinster Spannungen und Ströme,
Simulation der Pupillenreaktion des Auges
(6 B10); Ausblick auf Verwendung in Meßverstärkern
(6 MT)