GIÁO ÁN LÝ 11: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I Mục tiêu cần đạt được: Về kiến thức - Giới thiệu cho học sinh tính chất quan trọng chất bán dẫn - Nêu tính chất chung vật liệu làm bán dẫn, loại bán dẫn, hạt mang điện loại - Nắm chất dòng điện chất bán dẫn - Nắm cấu tạo hoạt động linh kiện bán dẫn sau: điện trở nhiệt, điện trở quang, điốt chỉnh lưu, điốt phát quang, trandito lưỡng cực - Biết tầm quan trọng nhận dạng loại thực tế Về kỹ - Rèn luyện cho học sinh kỹ nhận biết thay lắp đặt số mạch bán dẫn đơn giản thiết bị có sử dụng bán dẫn phịng thí nghiệm gia đình - Làm cho học sinh hiểu xác chất bán dẫn Bán dẫn vật liệu cho điện chạy theo chiều Bán dẫn ln có hệ số nhiệt điện trở âm II Đồ dùng dạy học: - Vẽ hình 17.1, 17.2 SGK lên tờ bìa khổ rộng - Một số linh kiện bán dẫn để giới thiệu - Chuẩn bị phiếu học tập III Hoạt động dạy học Bài cũ: Nêu đại lượng đặt trưng cho tính dẫn điện mơi trường chân khơng Bản chất dịng điện chân không Bài mới: Đặt vấn đề: Trong công nghiệp đời sống, linh kiện bán dẫn có mặt khắp nơi, GV đặt vấn đề cần thiết tìm chất dịng điện mơi trường nói chung chất bán dẫn nói riêng Các ứng dụng bán dẫn giới Học sinh tiếp nhận thông tin nắm mục đích, yêu cầu học Hoạt động 1: Chất bán dẫn tính chất GV thơng báo cho HS biết thực tế có nhiều chất khơng thể xem kim loại xem điện mơi Chúng có tính chất đặc biệt mà có biểu kim loại có lại biểu điện mơi Những chất gọi bán dẫn GV cho HS nghiên cứu SGK trả lời phiếu học tập số Phiếu học tập số - Đặt tính điện trở suất bán dẫn? - Mối quan hệ điện trở suất với tạp chất? - Các tác dụng bên ảnh hưởng đến điện trở xuất Trợ giúp GV Hoạt động HS - GV giới thiệu số bán dẫn -Nghe ghi chép thơng dụng điển hình - Hướng dẫn HS nghiên cứu SGK - Nghiên cứu SGK theo định theo định hướng xoay quanh hướng, gợi ý GV điện trở suât bán dẫn - Tính chất khác biệt bán dẫn? + Điện trở suất? + Sự phụ thuộc điện trở suất nhiệt độ? + Tính dẫn điện phụ thuộc tạp chất? - Trả lời câu hỏi theo phiếu học -> Hướng dẫn HS tìm hiểu ba tính tập trình bày trước lớp chất ghi SGK gọi - Nghe GV chốt lại kiết thức Ghi chép tính chất bán dẫn vào Hoạt động Hạt tải điện chất bán dẫn Bán dẫn loại n p - Nội dung phần này, phần lớn kiến thức trừu tượng HS, GV phải có trợ giúp đắt lực việc nghiên cứu HS hiểu vấn đề Có thể dùng hình thức vừa thông báo vừa đối thoại trực tiếp để xây dựng kiến thức Phiếu học tập số - Khái niệm chất bán dẫn loại n loại p? - Bản chất dòng điện chất bán dẫn? - Hạt tải điện chất bán dẫn? - Sự khác bán dẫn cho (Đôno) bán dẫn nhận (axepto)? Trợ giúp GV Hoạt động HS - Để đến khái niệm bán dẫn - HS lĩnh hội kiến thức, thảo luận loại n loại p GV đưa ý đồ theo nhóm phương pháp kiểm kiểm tra hạt tải điện phương tra hạt tải chất bán dẫn pha pháp khuyếch tán nhiệt tạp khác + Các kết thí nghiệm dẫn + Cơ chế dịch chuyển hạt tải đến có hai loại bán dẫn có hạt + Kết tải khác gọi bán dẫn loại n + Kết luận có hai loại bán dẫn p và bán dẫn loại p (Nếu ví dụ n Si pha tạp P As pha Sb) - GV phân tích hình vẽ hình 17.1, 17.2 SGK cấu trúc tinh thể Si kết luận tính dẫn điện - - Từ hình vẽ 17.1,17.2 rút kết > hình thành cặp điện trở lỗ luận hình thành cặp điện trở trống lỗ trống - Khái quát hoá: Bán dẫn chất mà Electron hoá trị liên kết + Sự hình thành cặp điện trở, lỗ tương đối chặt với lõi nguyên tử trống Chúng xem chất kim + Sự dịch chuyển điện trở lỗ loại hay chất cách điện trống bán dẫn -> Kết luận chất dòng + Kết luận chất dòng điện điện chất bán dẫn bán dẫn - Ghi phần chữ nghiên SGK, - Mục tạp chất cho (đôno) tạp kết luận chất dòng điện chất nhận (axepto) cho HS chất bán dẫn lớp đọc sách phân tích hình - Nghiên cứu SGK định hướng 17.3 để nêu trình hình GV về: thành electron chuyển động + Bán dẫn chứa tạp chất cho bán bán dẫn cho dẫn loại n, có mật độ electron + Phân tích tương tự cho trường lớn so với mật độ lỗ trống hợp 17.4 -> tạp chất nhận + Bán dẫn chứa tạp chất nhận + Hướng dẫn HS phân tích để thấy bán dẫn loại p, có mật độ lỗ trống mật độ hạt tải điện phụ lớn so với mật độ electron thuộc vào nhiệt độ, tạp chất, chiếu - Dựa vào kiến thức học để trả sáng… độ linh động hạt tải lời câu hỏi GV điện phụ thuộc nhiệt độ + Nếu hình thành lỗ trống + Trả lời câu C1 di chuyển chúng + Hướng dẫn HS tìm hiểu 17.1 + Tìm hiểu 17.1 - Cho HS kết luận hạt tải điện - Trả lời vào phiếu học tập số chất bán dẫn trình bày trước lớp gọi - Kết luận ghi chép tính chất chất bán dẫn vào Hoạt động Lớp chuyển tiếp p-n - Nội dung phần này, phần lớn kiến thức trừu tượng HS, GV phải có trợ giúp đắt lực việc nghiên cứu HS hiểu vấn đề Có thể dùng hình thức vừa thơng báo vừa đối thoại trực tiếp để xây dựng kiến thức Phiếu học tập số - Định nghĩa lớp chuyển tiếp p-n? - Vì hai bên lớp nghèo lại có ion dương ion âm? - Thế gọi phân cực thuận phân cực ngược? Trợ giúp GV Hoạt động HS GV định nghĩa lớp chuyển tiếp - Dựa vào kiến thức học để trả p-n, hình thành lớp chuyển tiếp lời câu hỏi GV p-n Cho HS đọc sách để tìm hiểu + Sự hình thành lớp nghèo miền tượng xảy lớp tiếp xúc p-n tiếp xúc nối lại liên kết -> tạo lớp nghèo + Trả lời câu hỏi C2 + Trả lời câu hỏi C2 + Điện trở suất lớp nghèo + Từ hình vẽ 17.5 nêu lớn trình hình thành điện trường lớp - Sự hình thành lớp tiếp xúc tiếp xúc tượng khuyếch tán + Quá trình khuyếch tán ảnh hưởng điện trường - HS kết luận lớp tiếp xúc p-n đến chuyển động hạt mang + Đặc điểm lớp tiếp xúc p-n cho điện lớp tiếp xúc chất bán dòng điện theo chiều từ bán dẫn dẫn p qua bán dẫn n - Nêu tính chất quý lớp tiếp xúc cho dòng điệ qua p (+) n (-) - Phân tích điện trường lớp - Phân cực thuận chuyển tiếp cà phân cực + Phun lỗ trống vào bán dẫn n + Sự phun hạt tải điện vào bán phun electron vào bán dẫn loại p dẫn phân cực thuận (hình - Phân cực ngược 17.8) có hạt tải không dịch + Khi phân cực ngược tạo dòng chuyển qua lớp p-n dòng lớn điện ngược - Trả lời phiếu học tập với nội - Kết luận tính chất lớp dung theo yêu cầu chuyển tiếp - Giải thích đặt tuyến Vôn- Ampe + Đặc trưng Von-Ampe lớp thông qua hình đặt tuyến hình 17.6 chuyển tiếp p-n (hình 17.6) Hoạt động Điốt bán dẫn mạch lưu dùng điốt bán dẫn Các ứng dụng chất dẫn đa dạng Vì nên sâu vào giới thiệu cách định tính, buổi kể chuyện cho HS, minh hoạ thí nghiệm đơn giản như: Dùng ampe kế để chứng minh điốt bán dẫn cho điện chạy qua theo chiều… Sau yêu cầu HS trả lời vào phiếu học tập số PHIẾU HỌC TẬP SÓ - Đặc điểm điốt bán dẫn? Kể tên số loại điốt bán dẫn em biết? - Định nghĩa mạch chỉnh lưu dùng điốt bán dẫn Trợ giúp GV Hoạt động HS Điốt bán dẫn - Tính chất lớp p-n điốt + Tác dụng chỉnh lưu dịng xoay + Giải thích chế chỉnh lưu chiều điốt chỉnh lưu + Cơ chế chỉnh lưu + Tác dụng chỉnh lưu + Cách mắc điốt mạch cần chỉnh lưu (hình 17.7) - Có thể giới thiệu thêm loại Trả lời vào phiếu học tập nội điốt khác phôtôđiốt phát dung theo yêu cầu quang Hoạt động Tranzito lưỡng cực p-n Cấu tạo nguyên lí hoạt động Vì kiến thức hồn tồn trừu tượng nên GV thuyết trình minh hoạ hình vẽ để HS nắm vấn đề GV kiểm tra việc lĩnh hội kết trả lời phiếu học tập Phiếu học tập số + Thế hiệu ứng trazito? + Điều kiện hình thành chế hoạt tranzito lưỡng cực Trợ giúp GV Hoạt động HS - GV trình bày phương án đưa + Lớp n1-p phân cực ngược có tình để đến khai niệm dịng êlectron nhỏ chạy từ p hiệu ứng tranzito sang n1 lỗ trống p chạy ngược lại + Miền p dày, n1 n2 cách xa -> điện trở R lớn (hình 17.8a) + Lớp p-n2 phân cực thuận dịng + Gọi HS phân tích phân cực chủ yếu dòng electron phun n2 lớp? sang p electron không tới + Cấu tạo miền n1-p nên không ảnh +Khi miền p mỏng hưởng đến điện trở miền Nếu miền p mỏng có phân + Nếu miền p mỏng, dòng electron cực thuận lớp p-n2 xảy phun từ n2 sang p electron tới phun hạt tải điện có miền n1-p làm cho điện trở tượng xảy ra? (hình 17.8b) miền giảm xuống gọi - GV dẫn dắt HS từ SGK hình hiệu ứng tranzito vẽ 17.9 để tìm hiểu cấu tạo - HS trình bày đặc điểm về: tranzito lưỡng cực + Cấu tạo - Hướng dẫn HS trả lời câu C3 + Hoạt động - Cách tạo tranzito + Ý nghĩa tầm quan trọng Hoạt động ứng dụng thực tế - Gọi HS giỏi lên bảng vẽ sơ đồ - HS quan sát số linh kiện bán mạch động tranzito trình bày dẫn cho nhận xét cơ chết hoạt động + Tranzito lưỡng cực tranzito trường => Cơ chế hoạt động ứng dụng - Trả lời phiếu học tập, nội dung theo yêu cầu phiếu IV CỦNG CỐ BÀI HỌC - Nắm hiểu khái niệm vận dụng để giải thích tính dẫn điện loại chất bán dẫn - Nhấn mạnh khái niệm ứng dụng tranzito, cấu tạo nguyên tắc hoạt động V BÀI TẬP VỀ NHÀ ... niệm chất bán dẫn loại n loại p? - Bản chất dòng điện chất bán dẫn? - Hạt tải điện chất bán dẫn? - Sự khác bán dẫn cho (Đôno) bán dẫn nhận (axepto)? Trợ giúp GV Hoạt động HS - Để đến khái niệm bán. .. lớp tiếp xúc p-n cho điện lớp tiếp xúc chất bán dòng điện theo chiều từ bán dẫn dẫn p qua bán dẫn n - Nêu tính chất quý lớp tiếp xúc cho dòng điệ qua p (+) n (-) - Phân tích điện trường lớp - Phân... động + Bán dẫn chứa tạp chất cho bán bán dẫn cho dẫn loại n, có mật độ electron + Phân tích tương tự cho trường lớn so với mật độ lỗ trống hợp 17.4 -> tạp chất nhận + Bán dẫn chứa tạp chất nhận