Полупроводник
Это понятие впервые встречается на программе «Разработка и инженерия для старшеклассников» — примерно 15-17 лет (9-11 класс).
Материал между проводником и изолятором, током через который можно управлять. Из него делают «умные» детали — диоды, транзисторы, микросхемы.
Турникет: проводник всегда открыт, изолятор всегда закрыт, а полупроводник — турникет, которым можно управлять.
Найти на плате три детали из полупроводника (диод, транзистор, микросхему) и назвать, что каждая делает с током.
Материал (чаще всего кремний), который проводит ток хуже металла, но лучше изолятора, а главное — его проводимостью можно управлять. Добавляя примеси, свет, тепло или напряжение, из полупроводника делают детали, которые пропускают ток в одну сторону (диод), усиливают или переключают его (транзистор) или реагируют на свет (фоторезистор).
Собрать в Tinkercad или на плате цепь со светодиодом и показать, что он (полупроводниковый диод) пропускает ток лишь в одну сторону: при обратном включении не горит.
Вещество (Si, Ge, GaAs) с проводимостью между проводником и диэлектриком, сильно зависящей от температуры, освещённости и примесей. Легирование создаёт n-тип (лишние электроны) и p-тип (дырки); их граница — p-n-переход — пропускает ток в одну сторону (диод) и лежит в основе транзистора и микросхем. С ростом температуры проводимость растёт, в отличие от металлов. На фотоэффекте в полупроводнике работают фотодиод, солнечная батарея и матрица камеры.
В Tinkercad или по datasheet сравнить диод и резистор: снять вольт-амперную характеристику и показать, что у диода ток идёт только при прямом включении, а у резистора — в обе стороны линейно.
Частое заблуждение
«Полупроводник наполовину проводит ток — как плохой проводник». Нет: суть не в «половине»: его проводимостью можно управлять — светом, теплом, примесями, напряжением; на этом работают диоды, транзисторы и микросхемы.