Môn công nghệ là một phân môn có số giờ thực thực hành tương đối nhiều và nó cũng là phân môn phụ trợ cho các môn học chính. Tư tưởng suy nghĩ của học sinh chỉ tập chung vào các môn chính để thi vào các trường đại học. Mời quý vị tham khảo bài SKKN Tìm hiểu kiến thức các linh kiện bán dẫn trong thực tế.
S GIÁO D C VÀ ÀO T O LÀO CAI Tr Tên đ tài : ng THPT s TP Lào Cai ====== * * * ====== SÁNG KI N KINH NGHI M " Tìm hi u ki n th c linh ki n bán d n th c t ” H tên : L ng V n Th ng n v : T v t lý – Công ngh Tr ng THPT s TP Lào Cai N m h c : 2010 – 2011 PH N TV N Môn công ngh m t phân mơn có s gi th c th c hành t c ng phân mơn ph tr cho mơn h c T t sinh ch t p chung vào mơn đ thi vào tr cơng ngh ch đ hồn thành ch ng trình đ ng đ i nhi u ng suy ngh c a h c ng đ i h c Cịn h c mơn m đ d thi t t nghi p Cho nên vi c gi ng d y môn th c s khó kh n lên l p n u giáo viên qu n lý l p không t t không đ i m i ph ng pháp gi ng d y Trong ch nhi u th c hành g n g i v i th c t n u giáo viên khơng th ng trình có r t ng xuyên t ch c gi th c hành mà l i t ng vi c d y lý thuy t em th c s chán h c mơn Vì l q trình gi ng d y mơn cơng ngh kinh nghi m ch a có nhi u nh ng m nh d n đ a m t s ý ki n mang tính đ i m i ph ng pháp gi ng d y cho d y h c môn công ngh h c sinh s h ng thú h n tích c c h n, V i tiêu đ “Giúp h c tìm hi u ki n th c linh ki n bán d n th c t ” Ý ki n c a đ a ch a đ c sâu s c nh ng c ng ph n nói nên đ c nh ng v n đ c n kh c ph c c n v n d ng trình gi ng d y môn công ngh Mong đ ng chí đ ng nghi p tham gia góp ý ki n xây d ng cho sáng ki n kinh nghi m c a đ c ch n v n h n Tôi xin chân thành c m n I - C s lý lu n : : Trong trình gi ng d y, ti p xúc v i h c sinh , yêu c u h c sinh ph i hi u thi t b n th c t hay ph i s d ng linh ki n bán d n Các em r t lúng túng, s s t ph i k tên thi t b n gia đình có dùng linh ki n bán d n t i ph i dùng dùng chúng N m b t đ viên ph i h c tình hình nên vi c ch đ ng c a ng i giáo ng d n ch b o em n m b t ki n th c th c t chu đáo, c th nh ng yêu c u nh t ng ti t d y Sau m i d y c n có ki m tra, đánh giá rút kinh nghi m II- c s th c ti n : Qua gi ng d y nhi u n m l p 12 cho th y đ h c sinh hi u rõ công d ng, ng d ng c a linh ki n bán d n đ i v i t ng l nh v c ta ph i giúp em tìm hi u nghiên c u thêm n i dung sau: 1- Khái ni m v linh ki n bán d n 2- Các ph n t bán d n 3- Ki m tra đánh giá h c sinh III- it ng nghiên c u : H c sinh l p 12 IV- Th i gian th c hi n : H c k I n m h c 2010-2011 PH N II CÁC N I DUNG TÀI 2.1 -KHÁI NI M V CH T BÁN D N 2.1.1 Khái ni m Ch t bán d n ch t trung gian gi a ch t d n n ch t cách n Ch t bán d n th ng g p k thu t Gécmany (Ge), Silíc (Si), Indi (In)… 2.1.2 c m c a ch t bán d n - i n tr c a ch t bán d n gi m nhi t đ t ng ng c l i - i n tr c a ch t bán d n thay đ i theo đ tinh t c a ch t bán d n n u pha t p ch t vào ch t bán d n có th thay đ i đ c n tr c a ch t bán d n - Giá tr n tr c a ch t bán d n thay đ i theo c ng đ c a ánh sáng chi u vào 2.2 CÁC PH N T BÁN D N 2.2.1 Các ch t bán d n thông d ng Ge Ch t bán d n lo i P (Positive) (Còn đ c g i bán d n d ng hay bán d n l tr ng) - N u pha vào tinh th Ge tinh t l ng nh In, (ch t In có n t hố tr l p ngồi Ge In Ge cùng) s t ng m t đ l tr ng lên r t nhi u m ng tinh th - Trong m ng tinh th Ge - In m i nguyên t L i trn tng c a In liên k t v i nguyên t Ge xung quanh Ge In b ng vòng liên k t, nên thi u n t , t c d l tr ng V y l tr ng không ph i n t tách kh i vòng liên M ng tinh th Ge - In k t mà có s pha tr n c a t p ch t - Ch t bán d n có m t đ l tr ng nhi u h n h n m t đ n t t nên ch t bán d n g i ch t bán d n l tr ng Ge Ch t bán d n lo i N (Negative) (Còn đ c g i bán d n âm hay bán d n n t ) - N u pha vào tinh th Ge tinh t l ng nh As, (ch t As có n t hố tr l p ngồi cùng) s t ng m t đ n t lên r t nhi u m ng tinh th - Trong m ng tinh th Ge - As m i nguyên t c a As liên k t v i nguyên t Ge xung quanh b ng vòng liên k t, nên th a n t th Ge As Ge Ge As i nt M ng tinh th Ge - As liên k t y u t v i h t nhân d dàng tách kh i liên k t V y n t có s pha tr n c a t p ch t - Ch t bán d n có m t đ n t nhi u h n h n m t đ l tr ng nên ch t bán d n g i ch t bán d n n t 2.2.2 Diode (đi t) bán d n C u t o a Ký hi u hình d ng c a i t * Ký hi u * Hình d ng A D K A D1 DIODE K b C u t o - i t có c u t o g m mi ng bán d n lo i P N ghép l i v i gi a ch t bán d n hình thành l p ti p giáp P - N u ki n bình th ng l p ti p giáp nh hàng rào ng n cách không cho n t l tr ng tái h p v i - hình v kí hi u quy c: đ u P c a mi ng ghép g i An t (A), đ u N c a mi ng ghép g i Kat t (K) N P L p ti p giáp c tính Vơn - Ampe * Khái ni m: Bi u th quan h b ng đ th gi a dòng n ch y qua i t n áp đ t gi a An t Kat t c a i t * th - Phân c c thu n: t d ng ngu n vào d ng c a iôt (Anơt), cịn âm ngu n vào âm c a iơt (Ktơt), lúc t m cho dịng n ch y qua - Phân c c ng c: t d ng ngu n vào âm c a iôt (Ktôt), cịn âm ngu n vào d ng c a iơt (Anơt), lúc t khố khơng cho dịng n ch y qua Ith D DIODE R1 1k V1 D1 10V + R Ung D V1 DIODE R1 1k 10V D1 Ungmax Ung cp U Uth Um + R U Ing * Nhánh Thu n: - Phân áp thu n, i t m cho dòng n ch y qua - Khi đ t n áp Um vào i t đ ng đ c tính có d ng Parabol (1) - Khi t ng n áp thu n đ ng đ c tính g n nh đ ng th ng (2) Lúc n tr thu n c a i t r t nh * Nhánh ng c: - Phân áp ng c, i t khố, ch có dịng n rị r t nh ch y qua - Khi t ng n áp ng c dịng rị t ng ch m Khi n áp ng c m c cho phép dịng rị g n nh khơng đ i, đ ng đ c tính đ ng (3) - Khi t ng n áp ng c đ n giá tr Umax dịng rị t ng nhanh (4) cu i i t b đánh th ng (5) * K t lu n: - Mu n i t m phân c c thu n - Mu n i t khóa phân c c ng c b ng cách đ t n áp ng c lên D nh ng không đ t n áp l n s phá h ng D Tính ch nh l u c a i t bán d n - Chuy n ti p P - N b ph n quan tr ng nh t c a ti p xúc gi a bán d n khác lo i Tu theo n áp đ t vào theo chi u thu n hay ng c mà có đ c tính khác + Khi phân c c thu n, chuy n ti p P - N h p, n tr R nh , dòng n I l n t ng nhanh theo n áp U + Khi phân c c ngh ch, chuy n ti p P - N m r ng, n tr R r t l n, dòng n r t nh thay đ i theo n áp U - Nh v y: Chuy n ti p P - N d n n theo chi u khơng gi ng nhau, n u có n áp xoay chi u đ t vào ch d n n ch y u theo chi u Ta g i tính ch t van hay đ c tính ch nh l u c a i t c tính k thu t M t i t có thơng s k thu t c n bi t s d ng là: + Ch t bán d n dùng đ ch t o + Dòng n thu n - ngh ch c c đ i + Dịng n bão hồ + i n áp ngh ch c c đ i Cách th i t * Ki m tra ch t l ng i t: Dùng đ ng h v n n ng (thang đo n tr ) ho c đ ng h Ômmét đ ki m tra - Cách th : + V n núm xoay v R x + u que đo v i c c i t L n l t đ o đ u que đo đ tìm đ c giá tr n tr khác + i n tr có giá tr kho ng vài tr m kilơ ơm g i n tr ng c Rng + i n tr t vài ch c đ n vài tr m ơm có t i vài KΩ g i n tr thu n Rth - K t lu n: + Rng l n h n so v i Rth t t + N u Rng ≈ Rth i t b h ng * Xác đ nh c c cho i t N u i t cịn t t nh ng khơng có ký hi u đ phân bi t c c dùng đ ng h v n n ng (thang đo n tr ) ho c đ ng h Ômmét đ xác đ nh - V n núm xoay v R x - u que đo v i c c đ phân c c cho i t - N u giá tr n tr đo đ c kho ng vài tr m kilơ ơm có ngh a lúc t đ c phân c c ng c Ta k t lu n: Chân đ u v phía c c d ng pin đ ng h c c âm i t (K) Chân đ u v phía c c âm pin đ ng h c c d ng i t (A) - Ng c l i: N u giá tr n tr đo đ c ch kho ng vài ch c đ n vài tr m ơm có ngh a lúc t đ c phân c c thu n Ta k t lu n: Chân đ u v phía c c d ng pin đ ng h c c d ng i t (A) Chân đ u v phía c c âm pin đ ng h c c âm i t (K) ánh d u c c đ thu n l i trình làm vi c sau Các lo i iôt khác a i t Zener - i t Zener có c u t o gi ng i t th ng nh ng ch t bán d n đ c pha t p ch t v i t l cao h n t th ng i t zener th ng đ c s d ng m ch n áp - Ký hi u: Hình d ng D1 ZENER P P N P N N b i t phát quang (LED) - m t s ch t bán d n đ c bi t có dịng n qua có hi n t sáng (b c x quang) ng phát ánh - Tu theo ch t bán d n mà ánh sáng phát có màu khác D a vào tính ch t ng i ta ch t o đèn LED khác - Ký hi u: A D1 LED1 K c i t bi n dung - Là lo i linh ki n bán d n c c có chuy n ti p P - N đ c ch t o cách đ c bi t cho n dung c a thay đ i nhi u theo n áp ng c đ t vào - ng d ng: m ch t đ ng u ch nh t n s c ng h ng, b khu ch đ i t n s ho c nhân t n… - Ký hi u: D2 VARACTOR A K d i t Tunen - Là lo i linh ki n bán d n c c có chuy n ti p P - N có n ng đ t p ch t cao - ng d ng: Dùng m ch khu ch đ i, t o dao đ ng siêu cao t n - Ký hi u: D2 DIODE A K 2.2.3 Tranzitor C u t o - TZT linh ki n n t đ c ghép l i t l p bán d n, cho l p li n khác lo i, t o thành ti p giáp P - N - Tu theo cách s p x p vùng bán d n mà ta có lo i TZT lo i PNP NPN - Mi n th nh t c a TZT đ c g i mi n Emittor, mi n đ c pha v i n ng đ t p ch t l n nh t C c n i v i mi n đ c g i c c Emittor (ký hi u: E) - Mi n th hai c a TZT đ c g i mi n Base, mi n đ c pha v i n ng đ t p ch t nh nh t C c n i v i mi n đ c g i c c Base, (ký hi u: B) - Mi n th nh t c a TZT đ c g i mi n Colector, mi n đ c pha v i n ng đ t p ch t trung bình C c n i v i mi n đ c g i c c Colector (ký hi u: C) - Lo i TZT PNP đ c g i TZT thu n, g m mi ng bán d n N gi a mi ng bán d n P bên (hình a) Ký hi u v i m i tên c c E có chi u vào ch chi u c a dòng n ch t bán d n (hình c) - Lo i TZT NPN đ c g i TZT ng c, g m mi ng bán d n P gi a mi ng bán d n N bên (hình b) Ký hi u v i m i tên c c E có chi u ch chi u c a dòng n ch t bán d n (hình d) P N P N E C P N E C B B Hình b Hình a C B C B PNP E Hinh c NPN Q3 Q2 E Hinh d Nguyên lý làm vi c - Xét TZT thu n PNP đ u theo ki u m ch c c g c chung + Ngu n E1 phân c c thu n cho ti p giáp E - B + Ngu n E2 phân c c ngh ch cho ti p giáp B - C Có phân c c nh v y TZT m i làm vi c đ c - Tiép giáp EB đ c phân c c thu n nên l tr ng t vùng phát ch y sang vùng g c, n t th a t vùng g c ch y sang phát tái h p v i l tr ng - Ng i ta ch t o cho s l tr ng vùng phát r t nhi u so v í s n t th a vùng g c - Các n t t c c âm ngu n E1 t i b xung - Dòng n t t c c âm ngu n E1 vào vùng g c sinh dòng g c t c c g c âm ngu n TZT làm vi c đ c đ ng th i ph i có u ki n sau: + Có ngu n chi u E1 phân c c thu n cho l p ti p giáp E - B + Có ngu n chi u E12 phân c c ng c cho l p ti p giáp B – C + Ngu n E2 > E1 2.2.4 Thyritor SCR SCR1 A K G TRT m cho dòng n ch y qua ph i có u ki n sau: + Phân c c thu n cho TRT (C c d ng ngu n n i v i Anot, c c âm ngu n n i v i Ktơt) + Có xung d ng đ t vào c c u n G 2.2.5 Triac Q5 A1 A2 TRIAC G Triac có tác d ng nh TRT m c song song ng c, m cho dòng n qua theo c chi u, n u có xung đ t vào c c u n G 2.2.6 – K T QU KI M TRA ÁNH GIÁ H C SINH Sau gi i thi u xong linh ki n bán d n lo i s c u t o nguyên lý làm vi c c a t ng linh ki n th c t ti n hành ki m tra đánh giá h c sinh v i n i dung sau : Câu : Công d ng c a Diode (đi t) bán d n ? Câu : Công d ng c a Tranzito ? Câu : T i thi t b n gia d ng ( ti vi , đ u đ a , máy tính ) l i ph i s d ng Diode (đi t) bán d ,Tranzito K t qu ki m tra l p 12A2 : TS HS Gi i Khá TB Y u Kém 41 11 28 0 10 K t qu ki m tra l p 12A4 : TS HS Gi i Khá TB Y u Kém 44 10 31 0 PH N III K T LU N – NGH 1- K T LU N: Qua gi ng h c sinh ph n hi u giá tr c a vi c v n d ng ki n th c h c vào th c t cu c s ng h n làm cho em h ng thú tìm tịi bi t khai thác ki n th c v linh ki n bán d n: Diode, Tranzito, Triac, Thyritor, em có th s u t m linh ki n l p thành m ch th c hành có sãn s đ Vì linh ki n có nhi u th tr ng giá r Nh v y gi d y c a giáo viên s đ t hi u qu cao h n 2- NGH : Nhà tr ng c n b sung thêm linh ki n nh : Diod, Tranzit, Triac, Thyritor đ th c hành c a em h c sinh đ c phong phú đa d ng h n Lào cai , Ngày 25 tháng 12 n m 2010 Ng L i vi t ng V n Th ng 11 TÀI LI U THAM KH O TT Tên tài li u Tên tác gi Nhà giáo : Võ Th ch S n- LINH KI N BÁN D N VÀ VI I N T V VÀ THI T K M CH IN V I ORCAD 10 i h c bách khoa Hà N i Vi t Hùng V , Tr n Th Hoàng Oanh, u T ng Hi n SÁCH CÔNG NGH L P 12 Tr n Ng c Khánh, Ph m Th Ph ng - NXBGD 12 ... t bán d n - Giá tr n tr c a ch t bán d n thay đ i theo c ng đ c a ánh sáng chi u vào 2.2 CÁC PH N T BÁN D N 2.2.1 Các ch t bán d n thông d ng Ge Ch t bán d n lo i P (Positive) (Còn đ c g i bán. .. rõ công d ng, ng d ng c a linh ki n bán d n đ i v i t ng l nh v c ta ph i giúp em tìm hi u nghiên c u thêm n i dung sau: 1- Khái ni m v linh ki n bán d n 2- Các ph n t bán d n 3- Ki m tra đánh... a t p ch t - Ch t bán d n có m t đ l tr ng nhi u h n h n m t đ n t t nên ch t bán d n g i ch t bán d n l tr ng Ge Ch t bán d n lo i N (Negative) (Còn đ c g i bán d n âm hay bán d n n t ) - N