Halbleiterphysik für Fortgeschrittene – Fragestellungen und Übungsaufgaben zum Bipolartransistor

Zunächst lernen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit die Unterschiede zwischen der Bewegungsrichtung von Elektronen (Minus nach Plus) und der willkürlich festgelegten technischen Stromrichtung (Plus nach Minus) kennen, was bei Schaltbildern und mathematischen Berechnungen sehr wichtig wird. Zudem werden die unterschiedlichen, den Transistor beschreibenden Kennlinien besprochen und in der Dreiquadranten-Darstellung aufgezeigt.

  • Physik / Technik
  • Sekundarstufe I
  • 2 bis 3 Unterrichtsstunden
  • Ablaufplan
  • 2 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

An einfachen Beispielen werden die Lernenden mit Schaltskizzen und den jeweiligen Strom- und Spannungsverläufen in Abhängigkeit von der technischen Stromrichtung vertraut gemacht. Mit Widerständen können dabei die Stromstärken und Spannungen so gewählt werden, wie es für die Strombegrenzung und den zugehörigen Spannungsabfall nötig ist. Durch Auswertung vorgegebener Wertetabellen lernen die Schülerinnen und Schüler unter anderem, welche Bedeutung Begriffe wie Eingangskennlinie, Stromsteuerkennlinie und Ausgangskennlinie für die Basisstromstärke und die Kollektorstromstärke in Hinblick auf den Verstärkungsfaktor B haben.

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Unterrichtsmaterial "Halbleiterphysik: der Bipolartransistor" zum Download

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • wissen, dass man Transistoren als Schalter und Verstärker sowie vor allem als Speichermedium in extrem miniaturisierter Form für Computer dienen.
  • kennen die verschiedenen Bauweisen von Transistoren (npn-Transistor und pnp-Transistor).
  • können einfache Übungsaufgaben – wie etwa zur Stromverstärkung – erklären und berechnen.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare im Internet.
  • können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und einordnen.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team.
  • setzen sich mit den Ergebnissen der Mitschülerinnen und Mitschüler auseinandersetzen und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.
  • erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern und Freunden wertfrei diskutieren zu können.

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Autor

Portrait von Wolfgang Vogg
Wolfgang Vogg

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