Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 39, 40: Linh kiện bán dẫn

Tiết 39 – 40 LINH KIỆN BÁN DẪN. Ngày soạn: I- Mục tiêu: _ Trình bầy được cấu tạo và hoạt động của các linh kiện bán dẫncó lớp chuyển tiếp p-n thường gặp: điốt chỉnh lưu, điốt phát quang, phôtôđiốt, tranzito. _ Trình bầy được cách mắc mạch khuyếch đại dùng trazito hai lớp chuyển tiếp p-n và họ đặc tuyến vôn ampe của tranzito. _ Biết vận dụng các hiểu biết về tính chất của bán dẫn và của lớp chuyển tiếp p-n để giải thích hoạt động của các linh kiện bán dẫn. _ Biết được một số ứng dụng của các linh kiện bán dẫn. II- Chuẩn bị; 1. Giáo viên: + Chuẩn bị một số hình vẽ về cấu tạo của điốt, tranzito và mạch có mắc các linh kiện đó. + Một số linh kiện thật để học sinh xem và nhận biết. + Thí nghiệm minh hoạ tính chỉnh của đi ốt bán dẫn. 2. Học sinh: Ôn tập lại kiến thức về chất bán dẫn ( tinh kiết và bán dẫn có tạp chất) và tính chất của lớp chuyển tiếp p-n. III- Tổ chức các hoạt động học tập: Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên * Nghe giới thiệu. . Tìm hiểu điốt chỉnh lưu: * Ghi chép, trả lời câu hỏi. * Trả lời; Tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p-n. * Ghi chép: * Cá nhân trả lời câu C1. Cos thể dùng mạch như hình 24.1. * Cá nhân giải thích: _ Ở nửa chu kỳ mà lớp chuyển tiếp được phana cực thuận, điện thế phía bán dẫn p cao hơn bán dãn n thì dòng điện qua lớp chuyển tiếp là thuận I lớn, qua R theo chiều mũi tên từ trên xuống. Nuă chu kỳ sau lớp chuyển tiếp phana cực ngược coi như không có dòng điện qua R _ Dòng đienẹ qua R có một chiều và cường độ biến đổi mạnh. * ĐVĐ: Chất bán dẫn có nhiều ứng dụng trong thực tế, bài học này ta làm sáng tỏ điều đó. Ở ngay phần giới thiệu tấm pin mặt trời được chế tạo từ bán dẫn Silic để cung cấp điện cho ngôi nhà và trong thực tế pin đó còn dùng trong nhiều trường hợp khác. Chất bán dẫn được ứng dụng chế tạo nhiều các linh kiện bán dẫn khác quan trọng. Cụ thể ta xét mục 1. * Thông báo: Ta có thể gặp nhiều loại điốt bán dẫn. Điốt bán dẫn là các linh kiện bán dẫn hai cực, trong đó một lớp chuyển tiếp p-n. * Kiểm tra bài cũ: ( Vẽ lớp chuyển tiếp p-n) Khi nào lớp chuyển tiếp p-n phân cực thuận? phân cực ngược? Nêu đặc điểm dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n? * Ta xét điôt chỉnh lưu : Hoạt động dựa trên cơ sở nào? * Từ cơ sở hoạt động như vậy nên điôt chỉnh lưu được dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều Kí hiệu điốt bán dẫn: (Vẽ hình) { Phía trái là bán dẫn loại p, phía phải là bán dẫn loại n, đỉnh của tam giác hướng từ trái sang phải chỉ chiều của dòng đienẹ thuận qua lớp chuyển tiếp p-n} * Yêu cầu trả lời câu C1. { HD: Mắc mạch như hình 24.1} Đó là mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ. * Khi đặt vào hai đầu mạch hiệu điện thế xoay chiều, Hãy chỉ rõ tính chỉnh lưu của điôt trong mạch và nêu đặc điểm ủa dòng điện qua R? { Nhắc sơ lược về dòng đienẹ xoay chiều , học kỹ ở lớp 12}. { Vẽ mạch } * Nhận xét, bổ sung làm rõ. * Như vậy dòng điện qua R chỉ có trong một nửa chu kỳ, theo một chiều, bị ngắt quãng, cường độ biến đổi mạnh. Điốt chỉnh lưu được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu, ngoài chỉnh lưu một nủa chu kỳ ngời ta còn mắc điôt thích hợp để chỉnh lưu hai nửa chu kỳ. * Tiến hành TN cho HS quan sát. . Tìm hiểu phôtôđiôt (.). * Đọc SGK cá nhân trả lời: _ Chiếu AS có bước sóng thích hợp vào lớp chuyển tiếp p-n ở lớp chuyển tiếp đó phát sinh thêm các e - lỗ trống. _ Khi mắc điôt vào U ngược thì dòng điện ngược qua lớp chuyển tiếp tăng lên rõ rệt khi có ánh sáng chiếu vào. Dòng điện ngược càng lớn khi ánh sáng chiếu vào có cường độ càng mạnh * Yêu cầu HS đọc SGK(122). Nêu vắn tắt hoạt động của Phôtôđiốt ? { Vẽ hình minh hoạ: * Nhận xét, bổ sung. * Từ đặc điểm như trên người ta chế tạo Phôtôđiốt ( điôt quang) * Phôtôđiôt biến đổi tín hiệu sáng thành tín hiệu điện, được ứng dụng nhiều trong thông tin quang học, kĩ thuật tự động hoá . Tìm hiểu pin mặt trời. * Cá nhân đọc tài liệu và trả lời: _ AS chiếu vào lớp chuyển tiếp p-n làm phát sinh thêm cặp e - lỗ trống . Điện trường cá tác dụng đẩy e từ p sang phía n, các lỗ trống từ n sang p. Giữa hai đầu điôt có hiệu điện thế ( Có suất điện động quang điện) _ Nếu nối hai đầu điốt tạo thành mạch kín qua R trong mạch có dòng điện. Điôt khi được chiếu sáng trở thành nguồn điện- Pin quang điện với phía p là cực dương, phía n là cực âm. * Nghe, ghi chép. * ĐVĐ: Đọc SGK giải thích vắn tắt hoạt động của pin mặt trời? * Nhận xét bổ sung và kết luận. * Hiện nay các pin quang điện chế tạo dạng tấm có diện tích lớn để thu được nhiều AS mặt trời, các pin này được dùng rộng rãi để chuyển hoá năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng Đó chính là pin mặt trời (trên con tàu vũ trụ, ở những nơi không có thuỷ điện) . Tìm hiểu điốt phát quang(..). * Nghe, tìm hiểu thêm tài liệu. * Thuyết trình: Thực tế, nếu điốt được chế tạo từ những chất bán dẫn thích hợp, thì khi có dòng điện thuận chạy qua lớp chuyển tiếp p-n sẽ có ánh sáng phát ra . Đó là điốt phát quang. Màu sắc của ánh sáng phát ra tuỳ thuộc vào bán dẫn làm điôt và cách pha tạp chất vào bán dẫn đó. Ứng dụng: Dùng làm bbộ hiển thị, đèn báo, các đèn quảng cáo, đèn trang trí.. Các laze bán dẫn cũng hoạt động trên cơ sở sự phát quang của lớp chuyển tiếp p-n. {Khi có dòng điện thuận chạy qua lớp chuyển tiếp p-n có sự tái hợp giữa lỗ trống và e, trong một số điều kiện thích h[j năng lượng được giải phóng dưới dạng ánh sáng} . Tìm hiểu pin nhiệt điện bán dẫn(). * Trả lời: có aT lớn hơn rất nhiều. * Cá nhân đọc SGK trả lòi: Trong các cặp nhiệt điện làm từ dãy các thanh bán dẫn loại n,p xen kẽ nhau, khi cho dòng điện chạy qua có các mối hàn nóng lên hoặc lạnh đi. * Hỏi : Nhắc lại cấu tạo cặp nhiệt điện KL? * Cặp nhiệt điện làm bằng bán dẫn có ưu điểm gì so với làm bằng KL? * Thông báo : Do có ưu điểm như vậy nên được ứng dụng nhiều trong thực tế. * Tiếp theo ta tìm hiểu hiện tượng nhiệt điện ngược: Đó là hiện tượng như thế nào? * Nhận xét và bổ sung câu trả lời { Ở đây chỉ giới thiệu HT còn giải thích HT đó như thế nào ta xẽ học ở các bậc học sau}. * Ứng dụng của hiện tượng này; Chế tạo các thiết bị làm lạnh gọn nhe dùng nhiều trong y học. . Củng cố bài và nhận công việc về nhà: * Trả lưòi các caua hỏi của GV: * Cho HS xem một số dụng cụ bán dẫn để nhận biết. * Các điôt được cấu tạo ntn? * IV- Rút kinh nghiệm;