Giáo án Vật lý nâng cao 11 - Tiết 36 - Dòng điện trong chất bán dẫn (tiết 1)

Tiờ́t 36: dòng điện trong chất bán dẫn (tiết 1) I. Mục tiÊU a. Vờ̀ kiờ́n thức: - Hiểu được các tính chất đặc biệt của chất bán dẫn làm cho nó được xếp vào 1 loại vật dẫn riêng khác với các vật dẫn quen thuộc của kim loại - Hiểu được các hạt tải điện là electron tự do,lỗ trống và cơ chế tạo thành các hạt tải điện đó trong chất bán dẫn tinh khiết. - Hiểu được tác dụng của tạp chất có thể thay đổi 1 cách cơ bản tính chất điện của chất bán dẫn.Bằng cách pha tạp chất thích hợp,người ta có thể tạo thành chất bán dẫn loại n và loại p với nồng độ hạt mong muốn. - Hiểu được sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n và giải thích được tính chất chỉnh lưu của lớp tiếp giáp p-n. b. Vờ̀ kĩ năng: - Giải thích được sự dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết và tạp chất loại p-n. - Giải thích dòng điện qua lớp tiếp giáp p-n. II. CHUẩN Bị: a.Giáo viên: - Tranh vẽ phóng to các hình trong SGK b.Học sinh: Ôn tập về dòng điện trong kim loại. III. Tổ CHứC HOạT ĐộNG DạY HọC: Hoạt đụ̣ng của giáo viờn Hoạt đụ̣ng của học sinh Nụ̣i dung Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ(5phút) - Nêu câu hỏi:? So sánh điện trở suất của kim loại và điện môi. -Nhận xét câu trả lời của HS - Cá nhân trả lời câu hỏi của GV - Cá nhân nhận xét câu trả lời của bạn Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính dẫn điện của bán dẫn(10') - Giới thiệu về chất bán dẫn cho HS - Yêu cầu HS dựa vào hình vẽ 23.1/SGK nhận xét về tính chất điện của chất bán dẫn? - Nhận xét câu trả lời của HS và kết luận. - Dựa vào hình vẽ 23.1;23.2/sgk nhận xét về tính chất điện của bán dẫn. - Nhận xét câu trả lời của bạn và bổ sung. 1.Tính chất điện của bán dẫn. - Khái niệm bán dẫn: Ví dụ: Si,Ge,ZnS.... - Bán dẫn có những tính chất khác biệt so với kim loại + Điện trở suất rKl < rbd < rdm + rbd tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng => ở t0 thấp bán dẫn dẫn điện giống điện môi,ở t0 cao bán dẫn dẫn điện giống như kim loại. + Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc rất mạnh vào các tạp chất có trong tinh thể. Hoạt động 3: Tìm hiểu sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết (20') ? Bán dẫn tinh khiết là bán dẫn như thế nào.lấy ví dụ? - Yêu cầu HS thảo luận nhóm về tính dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết. Gợi ý: + Tìm hiểu hiện tượng xẩy ra trong bán dẫn khi t0 thấp + Tìm hiểu hiện tượng xẩy ra khi t0 cao. + Tìm hiểu về hạt tải điện xuất hiện trong bán dẫn và cơ chế hình thành. + Tìm hiểu về bản chất của dòng điện trong bán dẫn. - Yêu cầu HS nêu 1 số ứng dụng của bán dẫn. - Nhận xét trình bày của HS và kết luận. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1. ? Vì sao khi chiếu ánh sáng thích hợp lại xuất hiện cặp electron-lỗ trống và Rbd giảm khi cường độ ánh sáng tăng. - Nhận xét câu trả lời của HS. - Cá nhân tìm hiểu và trả lời câu hỏi của GV. - Thảo luận nhóm về tính dẫn điện của bán dẫn tinh khiết theo gợi ý của GV. - Nhận xét trình bày của bạn và bổ sung. - Cá nhân trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV. 2.Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết. - Cấu tạo: trong mạng tinh thể chỉ có 1 loại nguyên tử duVí dụ : Si,Bo,Ge.... - Sự hình thành hạt tải điện: + ở t0 thấp:Các kết cộng hoá trị tronng mạng tinh thể rất bền vững =>không có hạt tải điện. + ở t0 cao: 1 số liên kết cộng hoá trị bị phá vỡ,giải phóng 1 số electron và để lại lỗ trống mang điện tích dương => Xuất hiện hạt tải điện(cặp electron-lỗ trống) trong bán dẫn tinh khiết. Mật độ electron = mật độ lỗ trống. - Bản chất dòng điện trong bán dẫn: là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lổ trống. - Độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết tăng khi t0 tăng. - Cặp electron-lỗ trống còn xuất hiện khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bán dẫn. - ứng dụng: +Làm nhiệt điện trở: Đo t0,điều chỉnh và khống chế t0. + Làm quang điện trở bán dẫn. Hoạt động 4: Vận dụng,củng cố(7 phút). - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi 1/sgk - Nêu 1 số câu hỏi TNKQ đã chuẩn bị trước cho HS trả lời. - Nhận xét câu trả lời của HS và tóm tắt kiến thức bài học - Đọc SGK và trả lời câu hỏi của GV - Tóm tắt kiến thức bài học - Đáp án A Hoạt động 5: Tổng kết bài học (2 Phút) - Nhận xét thái độ học tập của HS -Dặn HS chuẩn bị phần lý thuyết còn lại. - Ghi nhiệm vụ về nhà. IV. rút kinh nghiệm: ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................