Đang tải... (xem toàn văn)
Pin mặt trời là các tấm pin quang điện làm bằng Silic d Ñioát phaùt quang Cấu tạo : Là một điốt được chế tạo từ những vật liệu bán dẫn thích hợp để khi có dòng điện thuận chạy qua p[r]
(1)TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Tieát : _ Baøi 45 : DUÏNG CUÏ BAÙN DAÃN I MUÏC TIEÂU : Hiểu cấu tạo các dụng cụ bán dẫn thường gặp điốt , tranzito , vi mạch khuyết đại thuật toán và vi mạch lôgic Hiểu cách mắc mạch khuyếch đại dùng tranzito hai lớp chuyển tiếp p – n và tranzito trường Biết vận dụng các hiểu biết tính chất bán dẫn và các lớp chuyển tiếp p – n để giải thích hoạt động các dụng cụ bán dẫn II PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề II THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Các dụng cụ bán dẫn III TIEÁN TRÌNH GIAÛNG DAÏY Phaân phoái thời gian Phaàn laøm vieäc cuûa Giaùo Vieân Noäi dung ghi baûng Tổ chức ,điều khiển Kiểm tra Trả lời câu hỏi SGk baøi cuõ vaø Laøm baøi taäp SGH trang 206 SBT VL 11 kiến thức cũ liên quan với bài (3’) Nghieân I Ñioát cứu bài Cấu tạo Là các dụng cụ bán dẫn hai cực , đó có lớp chuyeån tieáp p – n Phân loại a Ñioát chænh löu Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào tính chất chỉnh lưu lớp chuyển tiếp p - n GV : ĐỖ HIẾU THẢO Hoạt đông học sinh Kiểm tra và đánh giá Ñioát Caàn cho hoïc sinh hieåu laø caùc ñioát baøi có cấu tạo từ lớp chuyển tiếp p – n Tuy nhiên, tùy theo mục đích sử dụng mà người ta chế tạo các điốt với cấu tạo với tính chất khác Điốt chỉnh lưu dùng để biến dòng điện xoay chieàu thaønh moät chieàu, vì vaäy caàn coù Lop11.com HS quan saùt, ruùt keát luaän Nhaän xeùt vaø theo doõi Trả lời H1 : VAÄT LYÙ PB 11: 45-1 /7 Ghi chuù (2) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Taùc duïng : chænh löu doøng ñieän xoay chieàu Kí hieäu : b Phôtôđốt (điốt quang ) Nguyên tắc hoat động :Chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào lớp tiếp xúc p – n tạo các caëp eâlectron vaø loå troáng Khi maéc ñioát vaøo hieäu ñieän ngược thì dòng ngược qua lớp tiếp xúc tăng lên Tác dụng : Làm cảm biến ánh sáng ( biến đổi tín hieäu aùnh saùng thaønh tín hieäu ñieän Ứng dụng : Thông tin quang học, kĩ thuật tự động hóa GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 dòng điện ngược cành nhỏ càng tốt Trả lời H2 : Nếu điốt cần cho dòng điện thuận lớn qua, thì nó phải có kích thước lớn, vì điện Kết luận tích lớp tiếp xúc phải lớn Thí nghiệm minh hoạ tính chất chỉnh lưu điốt bán dẫn nêu hình 45.7 Đó là câu trả lời cho H1 Phôtôđiốt phải đóng vỏ có cửa sổ ánh sáng có thể chiếu vào lớp chuyển tiếp p – n Ngoài ra, không có ánh sáng chiếu vào thì dòng ngược qua điốt Trả lời H3 caàn raát nhoû R c Pin mặt trời Cấu tạo pin quang học :Là ốt bán dẫnđược chiếu sáng trở thành nguồn điện với p là cực dương và n là cực âm Nguyên tắc hoạt động : Chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào lớp tiếp xúc p – n tạo các cặp êlectron và lổ trống E t có tác dụng đẩy các lổ Pin mặt trời lại cần có điện tích lớn để có thể thu nhận nhiều ánh sáng, vì nó chế tạo dạng kích thước lớn troáng sang phía baùn daãn p vaø caùc eâlectron sang phía bán dẫn n Nếu đóng mạch điốtbằng điện trở xuaát hieän doøng ñieän maïch GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-2 /7 (3) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Pin mặt trời là các pin quang điện làm Silic d Ñioát phaùt quang Cấu tạo : Là điốt chế tạo từ vật liệu bán dẫn thích hợp để có dòng điện thuận chạy qua phát ánh sáng lớp tiếp xúc p – n Tính chaát : Maøu saéc aùnh saùng phaùt phuï thuoäc vaøo caùc baùn daãn duøng laøm ñioát vaø caùch pha taïp chaát vào bán dẫn đó Ứng dụng : Làm các hiển thị , đèn báo , caùc maøn hình quaûng caùo e Pin nhieät ñieän baùn daãn Cấu tạo : Là cặp nhiệt điện làm từ hai bán dẫn khác loại ( n và p ) Tính chaát : - Hệ số lớn gấp hàng trăm lần so với cặp nhiệt điện kim loại - Xuất hiện tượng nhiệt điện ngược (SGK) Ưùng dụng : Pin nhiệt điện có suất điện động lớn , cheá taïo caùc thieát bò laøm laïnh goïn nheï vaø hieäu quaû cao y hoïc , khoa hoïc II Tranzito Cấu tạo và phân loại a Cấu tạo : Là dụng cụ bán dẩn có hai lớp chuyển tieáp p – n Noù goàm ba phaàn coù tính chaát daãn ñieän khaùc b Phân loại : Tranzito p – n – p , Tranzito n – p – n GV : ĐỖ HIẾU THẢO GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 Điốt phát quang chế tạo từ vật liệu bán dẫn thích hợp, cho nó có khả naêng phaùt saùng maïnh, cho maøu saéc mong muốn Các điốt chế tạo theo hình dạng và xếp đặt thính hợp thích hợp để tạo nên hiển thị, màn hình lớn… Pin nhieät ñieän vaø thieát bò laøm laïnh baèng hiệu ứng Peltier lắp chó các đầu nóng phía để tiện cho việc sử duïng Tranzito Khí nói cấu tạo tranzito có hai lớp chuyeån tieáp p – n, caàn nhaán maïnh laø khu vực bán dẫn cực B có chiều dày nhỏ và nồng độ hạt tải thấp Cần làm rõ tác dụng khuyếch đại trazito qua việac xét dòng điện các khu vực bán dẫn Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-3 /7 (4) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI E p n p C E tranzito (IE, IB, và IC ) Người ta còn hay nói đến tác dụng điều khiển IE IC Cần làm rõ vai trò các nguoàn ñieän maéc vaøo maïch vaø caùch maéc các nguồn điện đó H2 nêu gợi ý tìm hiểu kĩ hoạt động trazito Nhìn vào cách bố trí khu vực bán dẫn, có thể nghĩ tranzito giống hai điốt riêng rẽ đấu ngược Tuy nhieân khoâng phaûi nhö vaäy Vì khu vực B mỏng, nên hai điốt đó không độc lập với Sự chuyển động dòng lỗ trống từ phía cực A qua khu vực cực B để sang lớp chuyển tiếp B – C khác hoàn toàn hai điốt độc lập C B B Tranzito p – n - p B :cực gốc ( Bazơ) ;E :cực phát (emitơ) ;C :cực goùp(coâlectô) Hoạt động C E IE 1 B IB GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 IC 2 Sơ đồ mạch khuyếch đại tranzito p – n - p Nối hai cực E và B vào nguồn 1 cho dòng điện theo chiều thuaän Nối hai cực C và B vào nguồn lớn 1 từ đến 10 lần đặt vào lớp chuyển tiếp B – C hiệu điện ngược Nếu hiệu điệ E và Bbiến thiên lượng UEB IB vaø IE bieán thieân IC cuõng bieán thieân theo xuaát hieän IC xuaát hieän UR = IC R = IB > UEB nhieàu laàn Biến thiên hiệu điện UEBđược khuyếch đại maïch tranzito GV : ĐỖ HIẾU THẢO Không cần nói chi tiếp vềø cáùc đường đặc tröng Tuy nhieân, neân thoâng qua vieäc phaân tích họ đường đặc trưng để hiểu phaân boá caùc doøng ñieän vi maïch vaø tác dụng khuyếch đại tranzito Qua đó biết nào tranzito hoạt động chế độ đóng ngắt Tranzito trường Cần nêu rõ nguyên tắc hoạt đông Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-4 /7 (5) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI Löu yù : - Khi IB = tranzito trạng thái ngắt - Khi IB có giá trị lớn và IC đạt giá trị cực đại tranzito giá trị bảo hòa III Tranzito trường a Caáu taïo (SGK ) G S kí hieäu : Caáu taïo : (SGk) tranzito trường là dựa vào tác dụng lực điện trường và thay đổi nồng độ hạt taûi trong keânh daãn.Taùc duïng khuyếch đại tranzito thể chỗ điện cực cửa biến thiên, thì hiệu điện trên điện trở tải biến thiên với biên độ lớn nhiều D R VGS S GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 G n D SiO2 n p B Keânh daãn n Sơ đồ cấu tạo và mạch điện b Hoạt động - Khi VG VS UGS < hai lớp chuyển tiếp p – n từ bán dẫn loại n các cực S và D cùng với bán dẫn loại p đế , giống hai điốt mắc nối tiếp ngược chiều xuaát hieän doùng ñieän raát nhoû - Khi UGS > gần cực G có điện trường từ cực G vào bán dẫncó tác dụng hút êlecton phía cực G tăng nồng độ êlectron dẫn lớp oxit silic xuất GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-5 /7 (6) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 khu vực dẫn điện e- gọi là kênh dẫn loại ngiữa cực S với D doøng ñieän IDS - Khi UGS càng cao điện trường càng mạnh ID càng lớn - Khi UGS biến thiên lượng UGS ID biến thiên lượng ID Trên R có biến thiên UR > UGS nhieàu laàn Đó là tác dụng khuyếch đại tranzito trường IV Vi mạch khuyêch đại (SGK) UU+ U U+ Ura Vi maïch khuyeách đại thuật toán V Vi maïch Loâgic (SGK) Vi mạch khuyếch đại HS cần biết vi mạch khuyếch đại cấu tạo từ nhiều tầng khuyếch đại dùng tranzito Do đó hệ số khuyếch đại vi mạch lớn Một tín hiệu nhỏ lối vào đã có thể làm cho vi mạch bị bão hoà, đó vi mạch không sử dụng để khuyếch đại, vì điện lối có thể có giá trị baèng ñieän theá nguoàn nuoâi (U CC U CC ) Caàn cho hoïc sinh thaáy vai troø cuûa maïch hồi tiếp là làm giảm hệ số khuyếch đại mạch, và đó làm cho mạch có tác dụng khuyếch đại tuyến tính Vi maïch loâgic Vi mạch lôgic làm việc với tín hiệu gián đoạn Ở lối vào mạch, tín hiệu có thể ứng với hiệu điện cao GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-6 /7 (7) TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11 hiệu điện thấp Tương ứng, tín hiệu lối có thể có hai mức điện Mỗi mức tính hiệu đó ứng với hai traïng thaùi loâgic vaø 0, tuøy theo ta quy ước sử dụng lôgic âm hay lôgic dương Nên cho hs làm quen với cách xác định caùc giaù trò loâgic cuûa maïch thoâng qua vieäc xác định điện các lối vào và lối H3 vá H4 gợi cho học sinh luyện tập thêm điều này Bảng giá trị lôgic mạch Hình 45.10 theo lôgic âm bên Yeâu caàu nhaéc laïi : HS tö löc Nhaán maïnh caùc noäi dung quan troïng Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” Thực hành thí nghiệm baøi 46 “ Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’) GV : ĐỖ HIẾU THẢO Lop11.com VAÄT LYÙ PB 11: 45-7 /7 (8)