Tiết 31 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I MỤC TIÊU 1 Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức Thực hiện được các câu hỏi + Chất bán dẫn là gì ? Nêu những đặc điểm của chất bán dẫn + Hai loại hạt tải điện.
Tiết 31 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I MỤC TIÊU Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức Thực câu hỏi: + Chất bán dẫn ? Nêu đặc điểm chất bán dẫn + Hai loại hạt tải điện chất bán dẫn ? Lỗ trống ? b) Kỹ - Làm thí nghiệm nêu kết thí nghiệm - Vận dụng giải tập luyện tập c) Thái độ - HS hứng thú học tập, tích cực làm thí nghiệm - Có tác phong nhà khoa học Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực giải vấn đề thông qua câu lệnh mà GV đặt ra, tóm tắt thông tin liên quan từ nhiều nguồn khác - Năng lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề theo giải pháp lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu vận dụng kiến thức tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần để giải thích tình thực tiễn giải tập liên quan đến kiến thức học - Năng lực họp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết thí nghiệm - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin: hồn thành bảng số liệu làm thí nghiệm - Năng lực thực hành thí nghiệm: thao tác an tồn thí nghiệm - SGK, ghi bài, giấy nháp… II CHUẨN BỊ Giáo viên: + Chuẩn bị hình 17.1 bảng 17.1 sgk giấy to + Chuẫn bị số linh kiện bán dẫn thường dùng điôt bán dẫn, tranzito, LED, … Nếu có linh kiện hỏng bóc vỏ học sinh xem miếng bán dẫn linh kiện Học sinh: Ôn tập kiến thức quan trọng chính: + Thuyết electron tính dẫn điện kim loại + Vài thông số quan trọng kim loại điện trở suất, hệ số nhiệt điện trở, mật độ electron tự III Tổ chức hoạt động học học sinh Hướng dẫn chung DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN Các bước Khởi động Hình thành kiến thức Hoạt động Hoạt động Hoạt động Hoạt động Tên hoạt động Tạo tình có vấn đề bai Bản chất dịng điện chất bán dẫn Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p Lớp chuyển tiếp p-n Điôt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn Luyện tập Hoạt động ứng dụng – giải thích Vận dụng Vận dụng – củng cố Hướng dẫn nhà Tìm tịi mở Hoạt động rộng Hướng dẫn cụ thể hoạt động Hoạt động 1: Tạo tình học tập dòng điện chất bán dẫn a) Mục tiêu hoạt động: + Kiểm tra cũ : Nêu đại lượng đặc trưng cho tính dẫn diện mơi trường chân khơng Bản chất dịng điện chất khí + Thơng qua thí nghiệm để tạo mâu thuẫn kiến thức có học sinh với kiến thức b) Nội dung: Câu lệnh 1: Yêu cầu học sinh thực C1 Câu lệnh 2: Yêu cầu học sinh thực C2 c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em làm thí nghiệm, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo nhóm dự đốn Thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào Trong trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Học sinh báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động : Tìm hiểu chất bán dẫn tính chất, Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p a Mục tiêu hoạt động: + Hiểu chất bán dẫn + Hiểu , phan biệt chất bán dẫn + Tìm hiểu hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p Nội dung: + Yêu cầu học sinh cho biết gọi chất bán dẫn + Giới thiệu số bán dẫn thông dụng + Giới thiệu đặc điểm bán dẫn tinh khiết bán dẫn có pha tạp chất + Giới thiệu tạp chất cho hình thành bán dẫn loại n + Yêu cầu học sinh giải thích tạo nên electron dẫn bán dẫn loại n + Giới thiệu tạp chất nhận hình thành bán dẫn loại p c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em làm thí nghiệm, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo nhóm dự đốn Thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Học sinh báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi I Chất bán dẫn tính chất Chất bán dẫn chất có điện trở suất nằm khoảng trung gian kim loại chất điện mơi Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu gecmani silic + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất chất bán dẫn siêu tinh khiết lớn Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm + Điện trở suất chất bán dẫn giảm mạnh pha tạp chất + Điện trở bán dẫn giảm đáng kể bị chiếu sáng bị tác dụng tác nhân ion hóa khác II Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi bán dẫn loại n Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi bán dẫn loại p Electron lỗ trống Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện electron lỗ trống Dòng điện bán dẫn dòng electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển động chiều điện trường Tạp chất cho (đôno) tạp chất nhận (axepto) + Khi pha tạp chất nguyên tố có năm electron hóa trị vào tinh thể silic nguyên tử tạp chất cho tinh thể electron dẫn Ta gọi chúng tạp chất cho hay đơno Bán dẫn có pha đôno bán dẫn loại n, hạt tải điện chủ yếu electron + Khi pha tạp chất nguyên tố có ba electron hóa trị vào tinh thể silic nguyên tử tạp chasats nhận electron liên kết sinh lỗ trống, nên gọi tạp chất nhận hay axepto Bán dẫn có pha axepto bán đãn loại p, hạt tải điện chủ yếu lỗ trống e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thông qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động : Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p-n Tìm hiểu điơt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn a Mục tiêu hoạt động: + Hiểu lớp chuyển tiếp p-n + Hiểu điôt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn + Chất bán dẫn loại n loại p ? + Lớp chuyển tiếp p-n ? + Tranzito n-pn ? b Nội dung: + Giới thiệu lớp chuyển tiếp p-n + Giới thiệu lớp nghèo + Yêu cầu học sinh giải tích lớp chuyển tiếp p-có hạt tải điện + Giới thiệu dẫn điện chủ yếu theo chiều lớp chuyển tiếp p-n + Giới thiệu tượng phun hạt tải điện + Giới thiệu điôt bán dẫn + Yêu cầu học sinh nêu công dụng điôt bán dẫn + Vẽ mạch chỉnh lưu 17.7 Giới thiệu hoạt động mạch c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em làm thí nghiệm, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo nhóm dự đốn Thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động: Học sinh báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi III Lớp chuyển tiếp p-n Lớp chuyển tiếp p-n chổ tiếp xúc miền mang tính dẫn p miền mang tính dẫn n tạo tinh thể bán dẫn Lớp nghèo Ở lớp chuyển tiếp p-n khơng có có hạt tải điện, gọi lớp nghèo Ở lớp nghèo, phía bán dẫn n có ion đơno tích điện dương phía bán dẫn p có ion axepto tích điện âm Điện trở lớp nghèo lớn Dòng điện chạy qua lớp nghèo Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n chiều thuận, chiều từ n sang p chiều ngược Hiện tượng phun hạt tải điện Khi dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, hạt tải điện vào lớp nghèo tiếp sang miền đối diện Đó phun hạt tải điện e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn IV Điôt bán dẫn mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn Điôt bán dẫn thực chất lớp chuyển tiếp p-n Nó cho dòng điện qua theo chiều từ p sang n Ta nói điơt bán dẫn có tính chỉnh lưu Nó dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành điện chiều Hoạt động : Tìm hiểu ứng dụng dòng điện chất bán dẫn a) Mục tiêu hoạt động: Vận dụng ứng dụng tranzito lắp đặt khuếch đại khóa điện từ b) Nội dung: + Hình thức chủ yếu hoạt động làm thí nghiệm tự học qua tài liệu hướng dẫn giáo viên để lĩnh hội kiến thức Từ vận dụng trả lời câu hỏi học c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d Sản phẩm hoạt động:Học sinh theo dõi ghi vào e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thơng qua tiêu chí trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn Hoạt động 5: Củng cố, Vận dụng, giao nhiệm vụ nhà a) Mục tiêu hoạt động: Củng cố, vận dụng dòng điện chất bán dẫn b) Nội dung: + Hình thức chủ yếu hoạt động làm thí nghiệm tự học qua tài liệu hướng dẫn giáo viên để lĩnh hội kiến thức Từ vận dụng trả lời câu hỏi học c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách cho em tiến hành thí nghiệm đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm hoạt động:Học sinh theo dõi ghi vào Cho học sinh tóm tắt kiến thức học Yêu cầu học sinh nhà làm tập từ đến trang 103 sgk e) Đánh giá - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh , quan sát ghi để phát khó khăn học sinh, ghi vào sổ trường hợp cần lưu ý - GV tổ chức cho học sinh đánh giá lẫn thông qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập , GV đánh giá tiến HS , đánh giá khả vận dụng giải tình vào thực tiễn IV Câu hỏi đánh giá học: 3.1 Cường độ dòng điện bão hồ điốt chân khơng mA, thời gian s số êlectron bứt khỏi mặt catốt A 6,6.1015 êlectron B 6,1.1015 êlectron C 6,25.1015 êlectron D 6.0.1015 êlectron 3.2 nhiệt độ phòng, bán dẫn Si tinh khiết có số cặp điện tử – lỗ trống 10-13 lần số nguyên tử Si Số hạt mang điện có mol nguyên tử Si A 1,2.1011 hạt B 24,1.1010 hạt C 6,0.1010 hạt D 4,8.1011 hạt 3.3 A B C D 3.4 A B chất C D Chất sau dẫn điện tốt nhất: Kim loại Chất điện phân Bán dẫn Chất khí Chọn phát biểu sai nói bán dẫn : Bán dẫn hòan tòan tinh khiết, mật độ êlectron tự mật độ lổ trống Bán dẫn có tạp chất hạt tải điện chủ yếu tạo nguyên tử tạp Bán dẫn lọai n mật độ lổ trống lớn nhiều so với mật độ êlectron tự Bán dẫn lọai p mật độ êlectron nhỏ nhiều so với mật độ lổ trống 3.5 Chọn phát biểu đúng: A Êlectron lổ trống mang điện tích âm B Êlectron lổ trống chuyển động ngược chiều điện trường C Mật độ hạt tải điện phụ thuộc nhiều vào yếu tố bên ngòai nhiệt độ, tạp chất, mức độ chiếu sáng D Độ linh động hạt tải điện không đổi nhiệt độ tăng 3.6 Chọn phát biểu nói tranzito: A Một lớp bán dẫn p kẹp hai lớp bán dẫn n tranzito n-p-n B C D 3.7 A môi B C D 3.8 A B C D Một lớp bán dẫn n mỏng kẹp hai lớp bán dẫn p không xem tranzito Một lớp bán dẫn p mỏng kẹp hai lớp bán dẫn n ln có khả khuếch đại Trong tranzito n-p-n mật độ hạt tải điện miền êmetơ cao miền badơ Phát biểu sau đặc điểm chất bán dẫn không đúng? Điện trở suất chất bán dẫn lớn so với kim loại nhỏ so với chất điện Điện trở suất chất bán dẫn giảm mạnh nhiệt độ tăng Điện trở suất phụ thuộc mạnh vào hiệu điện Tính chất điện bán dẫn phụ thuộc nhiều vào tạp chất có mặt tinh thể Bản chất dòng điện chất bán dẫn dịng chuyển dời có hướng êlectron lỗ trống ngược chiều điện trường êlectron lỗ trống chiều điện trường êlectron theo chiều điện trường lỗ trống ngược chiều điện trường lỗ trống theo chiều điện trường êlectron ngược chiều điện trường 3.9 Chọn phát biểu đúng? A Êlectron tự lỗ trống chuyển động ngược chiều điện trường B Êlectron tự lỗ trống mang điện tích âm C Mật độ hạt tải điện phụ thuộc nhiều vào yếu tố bên nhiệt độ, mức độ chiếu sáng D Độ linh động hạt tải điện không thay đổi nhiệt độ tăng 3.10 A B C D 3.11 A B C D 3.12 A B C D 3.13 Phát biểu sau không đúng? Cấu tạo điốt bán dẫn gồm lớp tiếp xúc p-n Dòng êlectron chuyển qua lớp tiếp xúc p-n chủ yếu theo chiều từ p sang n Tia ca tốt mắt thường khơng nhìn thấy Độ dẫn điện chất điện phân tăng nhiệt độ tăng Điều kiện để có dịng điện cần vật dẫn điện nối liền với thành mạch điện kín trì hiệu điện hai đầu vật dẫn có hiệu điện có nguồn điện Hiệu điện lớp tiếp xúc p-n có tác dụng tăng cường khuếch tán hạt lỗ trống từ bán dẫn p sang bán dẫn n êlectron từ bán dẫn n sang bán dẫn p êlectron từ bán dẫn p sang bán dẫn n Khi lớp tiếp xúc p-n phân cực thuận, điện trường ngồi có tác dụng tăng cường khuếch tán A không hạt B C D 3.14 lỗ trống từ bán dẫn n sang bán dẫn p êlectron từ bán dẫn n sang bán dẫn p êlectron từ bán dẫn p sang bán dẫn n Chọn phát biểu đúng: A Chất bán dẫn loại n nhiễm điện âm số hạt êlectron tự nhiều lỗ trống B Khi nhiệt độ cao chất bán dẫn nhiễm điện mạnh C Khi mắc phân cực ngược vào lớp tiếp xác p-n điện trường ngồi có tác dụng tăng cường khuếch tán hạt ... hiểu chất bán dẫn tính chất, Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p a Mục tiêu hoạt động: + Hiểu chất bán dẫn + Hiểu , phan biệt chất bán dẫn + Tìm hiểu hạt tải điện chất bán dẫn, ... khác II Hạt tải điện chất bán dẫn, bán dẫn loại n bán dẫn loại p Bán dẫn loại n bán dẫn loại p Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi bán dẫn loại n Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi bán dẫn loại p Electron... không hạt B C D 3. 14 lỗ trống từ bán dẫn n sang bán dẫn p êlectron từ bán dẫn n sang bán dẫn p êlectron từ bán dẫn p sang bán dẫn n Chọn phát biểu đúng: A Chất bán dẫn loại n nhiễm điện âm số hạt