Đang tải... (xem toàn văn)
Ch¬ng iii SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI Trường THPT số 2 TP Lào Cai ====== * * * ====== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI " Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn công nghệ lớp[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI Trường THPT số TP Lào Cai ====== * * * ====== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI : " Ứng dụng công nghệ thông tin dạy học môn công nghệ lớp 12 trường THPT số TP Lào Cai ” Họ tên : Lương Văn Thắng Đơn vị : Tổ vật lý – Công nghệ Trường THPT số TP Lào Cai Năm học : 2013 – 2014 skkn Phần ĐẶTVẤN ĐỀ I – LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mơn cơng nghệ phân mơn có số thực hành tương đối nhiều phân mơn phụ trợ cho mơn học Tư tưởng suy nghĩ học sinh tập chung vào mơn để thi vào trường đại học Cịn học mơn cơng nghệ để hồn thành chương trình đủ điểm để dự thi tốt nghiệp Cho nên việc giảng dạy môn thực khó khăn lên lớp giáo viên quản lý lớp không tốt không đổi phơng pháp giảng dạy Trong chương trình có nhiều thực hành gần gũi với thực tế giáo viên không thường xuyên tổ chức thực hành mà lại tăng việc dạy lý thuyết em thực chán học môn Vì lẽ q trình giảng dạy mơn cơng nghệ kinh nghiệm chưa có nhiều tơi mạnh dạn đưa số ý kiến mang tính đổi phương pháp giảng dạy cho dạy học môn công nghệ học sinh hứng thú tích cực , Với tiêu đề “Ứng dụng cơng nghệ thông tin dạy học môn công nghệ lớp 12 trường THPT số TP Lào Cai ” Ý kiến đưa chưa sâu sắc phần nói nên đợc vấn đề cần khắc phục cần vận dụng trình giảng dạy mơn cơng nghệ Mong đồng chí đồng nghiệp tham gia góp ý kiến xây dựng cho sáng kiến kinh nghiệm chọn vẹn Tôi xin chân thành cảm ơn ! skkn II- NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI : Qua giảng dạy nhiều năm lớp 12 cho thấy để học sinh hiểu rõ công dụng, ứng dụng linh kiện bán dẫn lĩnh vực ta phải giúp em tìm hiểu nghiên cứu thêm nội dung sau: 1- Khái niệm linh kiện bán dẫn 2- Các phần tử bán dẫn 3- Bài dạy thực nghiệm 4- Kiểm tra đánh giá học sinh III- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU : Trong trình giảng dạy , tiếp xúc với học sinh , yêu cầu học sinh phải hiểu thiết bị điện thực tế hay phải sử dụng linh kiện bán dẫn Các em lúng túng , sợ sệt phải kể tên thiết bị điện gia đình có dùng linh kiện bán dẫn phải dùng dùng chúng Nắm bắt tình hình nên việc chủ động người giáo viên phải hướng dẫn bảo em nắm bắt kiến thức thực tế chu đáo , cụ thể yêu cầu tiết dạy Sau dạy cần có kiểm tra , đánh giá rút kinh nghiệm IV- ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU : Học sinh lớp 12 V- THỜI GIAN THỰC HIỆN : Học kỳ I nm hc 2013-2014 skkn Phần II Các néi dung thùc hiƯn Kh¸i niƯm vỊ chÊt b¸n dẫn 1.1 Khái niệm Chất bán dẫn chất trung gian chất dẫn điện chất cách điện Chất bán dẫn thờng gặp kỹ thuật Gécmany (Ge), Silíc (Si), Indi (In) 1.2 Đặc điểm chất bán dẫn - Điện trở chất bán dẫn giảm nhiệt độ tăng ngợc lại - Điện trở chất bán dẫn thay đổi theo độ tinh khiết chất bán dẫn pha tạp chất vào chất bán dẫn thay đổi đợc điện trở chất bán dẫn - Giá trị điện trở chất bán dẫn thay đổi theo cờng độ ánh sáng chiếu vào Các phần tử bán dẫn 2.1 Các chất bán dẫn thông dụng Ge *) Chất bán dẫn loại P (Positive) (Còn đợc gọi bán dẫn dơng hay bán dẫn lỗ trống) - Nếu pha vào tinh thể Ge tinh khiết lợng nhỏ In, (chất In có điện tử hoá trị lớp In cùng) tăng mật độ lỗ trống lên nhiều Điện tử mạng tinh thể - Trong mạng tinh thể Ge - In nguyên tử In liên kết với nguyên Lỗ tử trống Ge Ge Ge Ge xung quanh In b»ng vßng liên kết, nên thiếu điện tử, tức đà d lỗ trống Vậy lỗ trống điện tử tách khỏi vòng liên Mạng tinh thể Ge - In kết mà cã sù pha trén cđa t¹p chÊt - ChÊt bán dẫn có mật độ lỗ trồng nhiều Mạng tinh thể Ge As hẳn mật độ điện tử tự nên chất bán dẫn gọi chất bán dẫn lỗ trống Ge skkn Điện tử *) Chất bán dẫn loại N (Negative) (Còn đợc gọi bán dẫn âm hay bán dẫn điện tử) - Nếu pha vào tinh thĨ Ge tinh khiÕt lỵng As Ge Ge nhỏ As, (chất As có điện tử hoá trị lớp cùng) tăng mật độ điện tử lên nhiều mạng tinh thể As Ge - Trong mạng tinh thể Ge - As nguyên tử cđa As liªn kÕt víi nguyªn tư Ge xung quanh vòng liên kết, nên thừa ®iƯn tư thø liªn kÕt u víi hạt nhân dẽ dàng tách khỏi liên kết Vậy điện tử có pha trộn tạp chất - Chất bán dẫn có mật độ điện tử nhiều hẳn mật độ lỗ trống nên chất bán dẫn gọi chất bán dẫn điện tử 2.2 Diode (điốt) bán dẫn *) Cấu tạo - Ký hiệu hình dạng Điốt * Ký hiệu dạng * Hình A D K A K D1 DIODE - Cấu tạo + Điốt có cấu tạo gồm miếng bán dẫn loại P N ghép lại với chất bán dẫn hình thành lớp tiếp giáp P - N điều kiện bình thờng lớp tiếp giáp nh hàng rào ngăn cách không cho điện tử lỗ trống tái hợp với + hình vẽ kí hiệu quy ớc: đầu P miếng ghép gọi Anốt (A), đầu N miÕng ghÐp gäi lµ Katèt (K) N P Líp tiÕp giáp *) Đặc tính Vôn - Ampe - Khái niệm: Biểu thị quan hệ đồ thị dòng điện chảy qua áp đặt Anốt Katốt Điốt - Đồ thị skkn +Phân cực thuận: Đặt dơng nguồn vào dơng Điôt (Anôt), âm nguồn vào âm Điôt (Ktôt), lúc điốt mở cho dòng điện chạy qua +Phân cực ngợc: Đặt dơng nguồn vào âm Điôt (Ktôt), âm nguồn vào dơng Điôt (Anôt), lúc điốt khoá không cho dòng điện ch¹y qua skkn Ung Ith Ungmax Ung cp D DIODE R1 1k V1 D1 10V + R U D V1 DIODE 10V R1 1k D1 Uth Um ë + R U In g - Nhánh Thuận: + Phân áp thuận, Điốt mở cho dòng điện chạy qua + Khi đặt điện áp Umở vào Điốt đờng đặc tính có dạng Parabol (1) + Khi tăng điện áp thuận đờng đặc tính gần nh đờng thẳng (2) Lúc điện trở thuận Điốt nhỏ - Nhánh ngợc: - Phân áp ngợc, Điốt khoá, có dòng điện rò nhỏ chạy qua - Khi tăng điện áp ngợc dòng rò tăng chậm Khi điện áp ngợc mức cho phép dòng rò gần nh không đổi, đờng đặc tính đờng (3) - Khi tăng điện áp ngợc đến giá trị Umax dòng rò tăng nhanh (4) cuối Điốt bị đánh thủng (5) *) Kết luận: - Muốn Điốt mở phân cực thuận - Muốn Điốt khóa phân cực ngợc cách đặt điện áp ngợc lên D nhng không đặt ®iƯn ¸p qu¸ lín sÏ ph¸ háng D *) TÝnh chỉnh lu Điốt bán dẫn - Chuyển tiếp P - N lµ bé phËn quan träng nhÊt cđa tiÕp xúc bán dẫn khác loại Tuỳ theo điện áp đặt vào theo chiều thuận hay ngợc mà có đặc tính khác + Khi phân cực thuận, chun tiÕp P - N hĐp, ®iƯn trë R nhá, dòng điện I lớn tăng nhanh theo điện áp U + Khi phân cực nghịch, chuyển tiếp P - N mở rộng, điện trở R lớn, dòng điện nhỏ thay đổi theo điện áp U skkn - Nh vËy: ChuyÓn tiÕp P - N dÉn ®iƯn theo chiỊu kh«ng gièng nhau, nÕu cã ®iƯn áp xoay chiều đặt vào dẫn điện chủ yếu theo chiều Ta gọi tính chất van hay đặc tính chỉnh lu Điốt 2.3 Đặc tính kỹ thuật Một Điốt có thông số kỹ thuật cần biết sử dụng là: + Chất bán dẫn dùng để chế tạo + Dòng điện thuận - nghịch cực đại + Dòng điện bÃo hoà + Điện áp nghịch cực đại 2.4 Cách thử Điốt * Kiểm tra chất lợng Điốt: Dùng đồng hồ vạn (thang đo điện trở) đồng hồ Ômmét để kiểm tra - Cách thử: + Vặn núm xoay R x + Đấu que đo với cực Điốt Lần lợt đảo đầu que đo để tìm đợc giá trị điện trở khác + Điện trở có giá trị khoảng vài trăm kilô ôm gọi điện trở ngợc Rng + Điện trở từ vài chục đến vài trăm ôm có tới vài K gọi điện trở thuận Rth - Kết luận: + Rng lớn so với Rth tốt + Nếu Rng Rth Điốt bị hỏng * Xác định cực cho Điốt Nếu Điốt tốt nhng ký hiệu để phân biệt cực dùng đồng hồ vạn (thang đo điện trở) đồng hồ Ômmét để xác định - Vặn núm xoay R x - Đấu que đo với cực để phân cực cho Điốt - Nếu giá trị điện trở đo đợc khoảng vài trăm kilô ôm có nghĩa lúc điốt đợc phân cực ngợc Ta kết luận: Chân đấu phía cực dơng pin đồng hồ cực âm Điốt (K) Chân đấu phía cực âm pin đồng hồ cực dơng Điốt (A) - Ngợc lại: Nếu giá trị điện trở đo đợc khoảng vài chục đến vài trăm ôm có nghĩa lúc điốt đợc phân cực thuận Ta kết luận: skkn Chân đấu phía cực dơng pin đồng hồ cực dơng Điốt (A) Chân đấu phía cực âm pin đồng hồ cực âm Điốt (K) Đánh dấu cực để thuận lợi trình làm việc sau 2.5 Các loại Điôt khác *) Điốt Zener - Điốt Zener có cấu tạo giống Điốt thờng nhng chất bán dẫn đợc pha tạp chất với tỷ lệ cao điốt thờng Điốt zener thờng đợc sử dụng mạch ổn áp - Ký hiệu: Hình dạng D1 ZENER P P N P N N *) §ièt ph¸t quang (LED) - ë mét sè chÊt b¸n dÉn đặc biệt có dòng điện qua có tợng phát ánh sáng (bức xạ quang) - Tuỳ theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát có màu khác Dựa vào tính chất ngời ta chế tạo đèn LED khác - Ký hiƯu: A D1 LED1 K *) §ièt biÕn dung - Là loại linh kiện bán dẫn cực có chuyển tiếp P - N đợc chế tạo cách đặc biệt cho điện dung thay đổi nhiều theo điện áp ngợc đặt vào - ứng dụng: mạch tự động điều chỉnh tần số cộng hởng, khuếch đại tần số nhân tần - Ký hiƯu: D2 VARACTOR A K *) §ièt Tunen - Là loại linh kiện bán dẫn cực có chuyển tiếp P - N có nồng độ tạp chất cao - ứng dụng: Dùng mạch khuếch đại, tạo dao động siêu cao tần skkn - Ký hiệu: D2 DIODE K A 2.6 Tranzitor a CÊu t¹o - TZT linh kiện điện tử đợc ghép lại tõ líp b¸n dÉn, cho líp liỊn khác loại, tạo thành tiếp giáp P - N - Tuỳ theo cách xếp vùng bán dẫn mà ta có loại TZT loại PNP NPN - Miền thứ TZT đợc gọi miền Emittor, miền đợc pha với nồng độ tạp chất lớn Cực nối với miền đợc gäi lµ cùc Emittor (ký hiƯu: E) - MiỊn thø hai TZT đợc gọi miền Base, miền đợc pha với nồng độ tạp chất nhỏ Cực nối với miền đợc gọi cực Base, (ký hiệu: B) - Miền thứ TZT đợc gọi miền Colector, miền đợc pha với nồng độ tạp chất trung bình Cực nối với miền đợc gọi cực Colector (ký hiệu: C) - Loại TZT PNP đợc gọi TZT thuận, gồm miếng bán dẫn N miếng bán dẫn P bên (hình a) Ký hiệu với mũi tên cực E có chiều vào chiều dòng điện chất bán dẫn (hình c) - Loại TZT NPN đợc gọi TZT ngợc, gồm miếng bán dẫn P miếng bán dẫn N bên (hình b) Ký hiệu với mũi tên cực E có chiều chiều dòng điện chất bán dẫn (hình d) P N P N E P C C B H×nh a B H×nh b skkn N E C C B B PNP Q3 Q2 E Hinh c NPN E Hinh d b Nguyên lý làm việc - Xét TZT thuận PNP đấu theo kiểu mạch cực gốc chung + Nguồn E1 phân cực thuận cho tiếp giáp E - B + Nguồn E2 phân cực nghịch cho tiếp giáp B - C Có phân cực nh TZT làm việc đợc - Tiép giáp EB đợc phân cực thuận nên lỗ trống từ vùng phát chạy sang vùng gốc, điện tử thừa từ vùng gốc chạy sang phát tái hợp với lỗ trống - Ngời ta chế tạo cho số lỗ trống vùng phát nhiều so vơí số điện tử thừa vùng gốc - Các điện tử từ cục âm nguồn E1 tới bổ xung - Dòng điện tử từ cục âm nguồn E vào vùng gốc sinh dòng gốc từ cực gốc âm nguồn Để TZT làm việc đợc đồng thời phải có điều kiƯn sau: + Cã ngn chiỊu E1 ph©n cơc thn cho líp tiÕp gi¸p E - B + Cã nguồn chiều E12 phân cục ngợc cho lớp tiếp gi¸p B – C + Nguån E2 > E1 2.7 Thyritor SCR SCR1 A K G §Ĩ TRT më cho dòng điện chạy qua phải có điều kiện sau: + Phân cực thuận cho TRT (Cực dơng ngn nèi víi Anot, cùc ©m ngn nèi víi Ktôt) + Có xung dơng đặt vào cực điều khiển G 2.2.5 Triac skkn Q5 A1 TRIAC A2 G Triac có tác dụng nh TRT mắc song song ngợc, mở cho dòng điện qua theo chiều, có xung đặt vào cực điều khiển G BàI DạY THựC NGHIệM Tiết 12: Bài 12 : Thực hành điều chỉnh thông số mạch tạo xung đa hài dùng tranzito I- Mục tiêu: 1- Kiến thức: - Hiểu đợc ng/lí làm việc mạch tạo xung đa hài 2- Kĩ năng: - Biết cách đổi xung đa hài đối xứng sang xung đa hài không đối xứng - Biết cách thay đổi tần số dao động thông qua việc thay đổi giá trị tụ điện 3- Thái độ: - Có ý thức thực qui trình qui định an toàn 4- Tích hợp GDMT - Có ý thức bảo vệ môi trờng trình thực hành II- Chuẩn bị: 1- Chuẩn bị nội dung: - Nghiên cứu nội dung 12 sgk - Ôn lại sgk 2- Chuẩn bị đồ dùng: Dụng cụ,vật liệu cho nhóm HS - Một mạch tạo xung đa hài đối xứng dùng tranzito đà lắp sẵn (8-3) - Hai tụ hóa loại 20 F /16v Kìm,kẹp,tua vít - Nguồn điện chiều 4,5v III- Tiến trình thực hành: 1- ổn định lớp:kim tra s s skkn 2- Bài cũ: Trình bày sơ đồ nguyênlí làm việc mạch tạo xung đa hài đối xứng ? 3- Nội dung thực hành: HĐ1: Hớng dẫn ban đầu - Giới thiệu mục tiêu học - Giới thiệu nội dung qui trình thực hành *)Giáo viên sử dụng phần mềm Crocodile-Physics605 mô máy tính + Thiết kế mạch điện máy tính +Cách bố trí linh kiện mạch + Mô tả sơ đồ nguyên lý + Phơng pháp đấu nguồn cho mạch + Phơng pháp thay đổi trị số tụ dẫn đến thay đổi dạng xung.( độ nhấp nháy led ) + Mô trình làm việc mạch máy tính, theo bớc thực hành sách giáo khoa *) Giao diện phần mềm : Crocodile-Physics 605 skkn Mạch tương tự Nguồn Mạch số 10 Gåm cã Analog, Pictorial, Digital Analog: Mạch tương tự skkn *) sơ đồ mạch điện thiết kế phần mềm : CrocodilePhysics 605 *) M¹CH THùC TÕ 11 *) HäC SINH THựC HàNH TRÊN MạCH THựC Tế: Bớc 1: Cấp nguồn cho mạch điện hoạt động,quan sát ánh sáng đếm số lần sáng LED khoảng 30 giây.Ghi kết vào mẫu báo cáo Bớc 2: Cắt nguồn,mắc song song 2tụ điện với tụ điện sơ đồ,đóng điện làm nh bớc Bớc 3: Cắt ®iƯn vµ bá tơ ë mét vÕ cđa bớc 2.Đóng điện làm nh bớc 1,so sánh thời gian sáng tối LED - Phân chia dụng cụ,vật liệu cho nhóm HD HĐ2: Thực hành skkn Hoạt động HS Hoạt động GV 1-Cấp nguồn cho mạch điện - Hớng dẫn HS đa nguồn vào hoạt động: vị trí quan sát số lần - Quan sát ánh sáng đếm số lần sáng LED sáng LED khoảng 30 giây - Ghi kết vào mẫu báo cáo - Hớng dẫn ghi kết 2- Cắt nguồn: Hớng dẫn quan sát HS Mắc song song hai tụ với hai tụ 13quá trình thực hành mạch - Đóng điện - Quan sát - Ghi kết vào mẫu báo c¸o - Híng dÉn HS thao t¸c c¸c bíc thay đổi tụ điện quan sát 3- Cắt nguồn: s¸ng tèi cđa LED - Bá mét tơ ë bíc - Đóng điện - Chú ý an toàn cho ngời thiết - Đếm số lần sáng LED bị khoảng 30 giây - Ghi kết vào mÉu b¸o c¸o - So s¸nh thêi gian s¸ng tèi LED HĐ3: Tổng kết đánh giá - Đại diện nhóm HS lên trình bày kết thức hành nhóm - Thu báo cáo nhóm nhËn xÐt chung KẾT QUẢ TỔNG HỢP BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 12 MẠCH TẠO XUNG CỦA CÁC NHÓM TRƯỜNG HỢP SỐ LẦN SÁNG VÀ THỜI GIAN SÁNG Khi chưa thay tụ điện B1 Khi mắc song song thêm tụ B2 Khi thay đổi tụ B3 LED ĐỎ(30s) LED XANH(30s) 22 30 26 22 30 26 - HS thu dän dơng cơ,vËt liƯu vµ vƯ sinh lớp học skkn Kết kiểm tra đánh gi¸ häc sinh Sau giíi thiƯu xong c¸c linh kiện bán dẫn loại sơ cấu tạo nguyên lý làm việc linh kiện thực tế đà tiến hành kiểm tra đánh giá học sinh với nội dung sau: Câu 1: Đánh giá qua việc thực hành thay đổi tụ điện mạch thực tế học sinh Câu 2: Công dụng Tranzito? Câu 3: Tại thiết bị ®iƯn gia dơng ( ti vi , ®Çu ®Üa , máy tính ) lại phải sử dụng Diode (điốt) bán dẫn ,Tranzito 14 Câu 4: Xung đa hài đối xứng, xung đa hài không đối xứng phụ thuộc vào yếu tố nào? Kết kiểm tra lớp 12A1: TS HS Giái Kh¸ TB Ỹu KÐm 40 15 20 0 KÕt qu¶ kiĨm tra líp 12A2 : TS HS Giái Kh¸ TB Ỹu KÐm 34 12 18 0 Phần III Kết luận Qua giảng học sinh đà phần hiểu giá trị việc vận dụng kiÕn thøc bµi häc vµo thùc tÕ cuéc sèng làm cho em hứng thú tìm tòi biết khai thác kiến thức linh kiện b¸n dÉn: Diode, Tranzito, Tria, Thyritor, c¸c em cã thĨ su tầm linh kiện lắp thành mạch thực hành đà có sÃn sơ đồ Vì skkn linh kiện có nhiều thị trờng giá rẻ Nh dạy giáo viên đạt hiệu cao TT Tờn tài liệu TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 Tên tác giả HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT Trần Thế San- Nguyễn Trọng Thắng : MẠNG ĐIỆN Đại học SPKT TP Hồ Chí Minh PHẦN MỀM MƠ PHỎNG MẠCH ĐIỆN : SÁCH CÔNG NGHỆ LỚP 12 Crocodile-Physics 605 Trần Ngọc Khánh, Phạm Thị Phượng NXBGD skkn MỤC LỤC TT Đề mục Phần Đặt vấn đề Trang - Nhiệm vụ đề tài - Phương pháp nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu Phần : Nội dung thực 1 : Khái niệm chất bán dẫn 2: Các phần tử bán dẫn Bài dạy thực nghiệm Sö dụng phần mềm Crocodile-Physics605 mô máy tính 10 Sơ đồ mạch điện thiết kế phần mềm Crocodile- 12 Physics605 Sơ đồ mạch lắp thực tế 13 Kết kiểm tra đánh giá học sinh 14 PHẦN III : KẾT LUẬN 15 skkn Lào cai , Ngày 25 tháng 12 năm 2013 Ngời viết Lơng Văn Thắng Phần nhận xét thông qua cđa tỉ : Lµo Cai, ngày tháng 12 năm 2013 Tổ trởng skkn ... hứng thú tích cực , Với tiêu đề ? ?Ứng dụng cơng nghệ thông tin dạy học môn công nghệ lớp 12 trường THPT số TP Lào Cai ” Ý kiến đưa chưa sâu sắc phần nói nên đợc vấn đề cần khắc phục cần vận dụng. .. việc dạy lý thuyết em thực chán học môn Vì lẽ q trình giảng dạy mơn cơng nghệ kinh nghiệm chưa có nhiều tơi mạnh dạn đưa số ý kiến mang tính đổi phương pháp giảng dạy cho dạy học môn công nghệ học. .. BÀI 12 MẠCH TẠO XUNG CỦA CÁC NHÓM TRƯỜNG HỢP SỐ LẦN SÁNG VÀ THỜI GIAN SÁNG Khi chưa thay tụ điện B1 Khi mắc song song thêm tụ B2 Khi thay đổi tụ B3 LED ĐỎ(30s) LED XANH(30s) 22 30 26 22 30 26