C. Tổ chức hoạt động dạy học.
Tiết 33 Dòng điện trong chất bándẫn (tiết 1)
Ngày soạn: ... Ngày giảng: ………….
A. Mục tiêu.
1. Kiến thức :
- Hiểu đợc sự hình thành lớp tiếp xúc p – n và giải thích đợc tính chất chỉnh lu của lớp tiếp xúc p – n.
- Nêu đợc đặc điểm cơ bản của dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p – n, ứng dụng trong điốt bán dẫn và mạch chỉnh lu dùng bán dẫn.
- Trình bày đợc tóm tắt cấu tạo, nguyên lý hoạt động của trandito, hiểu đợc hiệu ứng trandito.
2. Kỹ năng:
- Giải thích đợc nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một ứng dụng kĩ thuật vật lý.
B. Chuẩn bị:
Giáo viên: Vẽ các hình 17.1; 17.2; 17.3; 17.4; 17.5; 17.8 trên giấy khổ lớn.
Học sinh: Ôn lại bản chất dòng điện trong kim loại.
C. Tổ chức hoạt động dạy học.
1. ổn định tổ chức lớp ( 2 phút) 2. Tiến trình dạy học.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1. Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p n (12 phút )– Thảo luận chung cả lớp
- Tại lớp tiếp xúc p – n, chúng hoà trộn vào nhau. Khi e gặp lỗ trống, nó sẽ nối lại liên kết và một cặp e và lỗ trống sẽ biến mất.
- ở hai bên lớp tiếp xúc không có điện tích, vè phía bán dẫn loại n có các ion đôno tích điện d- ơng, về phía bản bán dẫn loại p có các ion exepto tích điện âm.
Cá nhân học sinh tiếp thu, ghi nhớ.
HS thảo luận chung toàn lớp. - Trả lời câu hỏi của giáo viên.
? Hiện tợng gì sảy ra khi ta cho hai mẫu bán dẫn loại p và n tiếp xúc với nhau ?
GV nêu một số câu hỏi gợi ý :
? Khi tiếp xúc, lỗ trống của bán dẫn loại p và e của bán dẫn loại n chuyển đông nh thế nào ? - Kết quả của sự tiếp xúc là xuất hiện hai lớp điện tích âm và dơng ở hai bản.
? Bản nào sẽ có lớp tích điện âm, bản nào sẽ có lớp bản tích điện dơng ?
Lớp không có hạt tải điện ở chỗ tiếp xúc gọi là lớp nghèo. Điện trở của lớp nghèo rất lớn. ? Nếu đặt một điện trờng có chiều từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n thì điện trở của lớp nghèo thay đổi nh thế nào ? Lớp ngèo có dẫn điện không ? Nếu có thì dòng điện sẽ có chiều nh thế nào ?
Yêu cầu học sinh đọc SGK để tìm hiểu về hiện tợng phun hạt tải điện
HS suy nghĩ và tìm câu trả lời.
Sử dụng hai mẫu bán dẫn loại p và loại n cho tiếp xúc với nhau tạo thành lớp chuyển tiếp p – n chỉ cho dòng điện chạy theo một chiều nên sử dụng nó để chỉnh lu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
? Thiết kế một thiệt bị điện chỉnh lu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều ?
Gợi ý :
Trong một chu kì của dòng điện xoay chiều, ở nửa chu kì sau dòng điện có chiều ngợc với chiều dòng điện ở nửa chu kì đầu. Muốn chỉnh lu dòng điện xoay chiều cần phải có thiết bị chỉ cho dòng điện chạy qua trong một nửa kì còn lại không cho dòng điện chạy qua.
? Có thể sử dung các chất bán dẫn để chế tạo thiết bị này đợc không ?
? Có thể dùng lớp chuyển tiếp p – n để chế tạo thiết bị này đợc không ? Tại sao ?
Thiết bị có cấu tạo là lớp chuyển tiếp p – n gọi là điốt bán dẫn. Ngời ta sử dụng một điốt bán dẫn để chỉnh lu nửa chu kì. Ngoài ra ngời ta còn sử dụng mạch chỉnh lu hai nửa chu kì nh hình 17.7 để chỉnh lu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Hoạt động 3. Tìm hiểu cấu tạo và nguyển hoạt động của tranzito lỡng cực n p n– – (15 phút) HS đọc SGK
Hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito.
HS thảo luận chung toàn lớp.
Lớp chuyển tiếp n1 – p đợc phân cực ngợc, chỉ có dòng điện ngợc rất nhỏ chạy qua C. Điện trở RCB giữa C và B rất lớn.
Lớp chuyển tiếp p – n2 đợc phân cực thuận nên dòng điện chạy qua chủ yếu là dòng e phun từ n2 sang miền p, các e không tới đợc lớp chuyển tiếp n1 – p.
- Yêu cầu học sinh đọc SGK để tìm hiểu về hiệu ứng tranzito.
Gv nêu câu hỏi đạt vấn đề cần nghiên cứu : - Giả sử miền p rất dày, n1 và n2 cách xa nhau, các hạt tải điện trong các bán dẫn chuyển động nh thế nào ?
Gợi ý :
- Lớp chuyển tiếp n1 – p đợc phân cực thuận hay ngợc ? Dòng điện chạy qua C lớn hay bé ? ? Dòng điện chạy qua điện cực E lớn hay bé, dòng này có chạy tới đợc lớp tiếp xúc p – n2 không ?
? Giả sử miền p rất mỏng, n1 rất gần n2, hãy so sánh cờng độ dòng điện chạy qua các cực ? Tih thể bán dẫn đơc pha tạp chất để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền n1 và n2 đã mô tả ở trên gọi là tranzito lỡng cực n – p – n. - Tranzito có ba cực :
+ Cực góp hay colectơ, kí hiệu là C. + Cực gốc hay BaZơ, kí hiệu là B + Cực phát hay Emitơ, kí hiệu làE.
Hoạt động 3. Củng cố H– ớmg dẫn học sinh học tập (6 phút )
HS suy nghĩ cá nhân để tìm câu trả lời. GV nêu câu hỏi củng cố baì học:
- Nêu sự khác nhau vè tính chất dẫn điện của bán dẫn tinh khiết và của kim loại?
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
- Các tính chất của lớp chuyển tiếp p – n, bản chất dòng điện trong chất bán dẫn, các loại bán dẫn?
Yêu cầu học sinh về ôn tập lại các kiến thức đã học trong chơng và làm các bài tập 6, 7 SGK. D. Rút kinh nghiệm và bổ sung.
……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… Ký kiểm tra:... Tiết 34. Bài tập
Ngày soạn: ... Ngày giảng: ………….
A. Mục tiêu.
1. Kiến thức.
- Củng cố và khắc sâu kiến thức cho học sinh về phần dòng điện trong các môi trờng. 2. Kỹ năng.
- kỹ năng: Vận dụng đợc các kiến thức cơ bản của chơng giải đợc các bài toán cơ bản, giải thích đợc các hiệ tợng vật lý liên quan trong chơng..
B. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- chọn lọc, giải, xác định phơng pháp giải một số bài tập liên quan. 2. Học sinh.
- Làm các bài tập giáo viên giao về nhà từ tiết trớc - xem lại các kiến thức cơ bản sau hai bài vừa học.
C. Hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức lớp ( 2 phút ) 2. Tiến trình dạy học.
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1. Ôn tập các kiến thức cơ bản trong chơng( 10 phút )
- HS nhắc lại các kiến thức cơ bản :
+ Nhắc lại dòng điện trong các môi trờng.
+ HS nêu đợc mối liên hệ giữa I và U trong từng môi trờng.
- Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ bản trong chơng :
? bản chất dòng điện trong các môi trờng : + Kim loại
+Điện phân + Chất khí. + Chân không +Chất bán dẫn.
? Dòng điện từng môi trờng này có tuân theo định luật Ôm không?
- GV chú ý cho HS trong môi trờng điện phân trong trờng hợp bình điện phân có hiện tợng cực dơng tan.
Hoạt động 2. Giải một số bài tập cơ bản trong chơng( 28 phút ) Bài 8 ( SGK/93).
- HS đọc đề, tóm tắt đề bài, xác định các đại l- ợng cần tìm.
a. Hiệu điện thế giữa đám mây và cây: U = 2 n p U U + = 108 (V) b. U = 2 n p U U + = 104 (V) c. Ngời phải đứng cách dây tối thiểu một khoảng là : d = ., ' U d U = 0,35m Bài 8 ( SGK/93).
- Yêu cầu học sinh đọc, tóm tắt đề bài, xác định các đại lợng cần tìm?
HD:
+ Hiệu điện thế là giá trị trung bình cộng của hai trờng hợp là vật phẳng và mũi nhọn. + Để bộ điện hoạt động tốt thì tia lửa phải có chiều dài 5mm
+ Để an toàn ngời ta lấy trờng hợp là hai mũi nhọn.
Bài 9 ( SGK/ 93)
- HS đọc đề, tóm tắt đề bài, xác định các đại l- ợng cần tìm.
+ Số e mà một e đa vào sinh ra: ne = 32 – 1 = 31. + Số iôn dơng sinh ra
niôn dơng = 1+2+4+8+16 = 31 Vậy tổng là : n = ne + niôn dơng
Bài 10 ( SGK/ 99)
- HS đọc đề, tóm tắt đề bài, xác định các đại l- ợng cần tìm.
+ Số điện tích phát xạ trong một giây: n1=
e It e
q = = 0,625.1017s-1
+ Số e phát ra trong một đơn vị diện tích n = S n1 = 6,25.1021 s-1.m-2 Bài 11 ( SGK/ 99) - HS đọc đề, tóm tắt đề bài, xác định các đại l- ợng cần tìm.
+ Công của điện trờng làm dịch chuyển điện tích e :
W = A ⇔ e.U = 2
21 1
mv ⇒ v= 3.107 m/s.
- Yêu cầu học sinh đọc, tóm tắt đề bài, xác định các đại lợng cần tìm?
HD:
Tổng số điện tích sinh ra là tổng số e và iôn d- ơng sinh ra do một e đợc đa vào.
Bài 10 ( SGK/ 99)
- Yêu cầu học sinh đọc, tóm tắt đề bài, xác định các đại lợng cần tìm?
HD:
+ Số điện tích sinh ra trên một đơn vị diện tích S chính bằng tổng số điện tích chạy qua trong một giây chia cho tiết diện của catốt.
Bài 11 ( SGK/ 99)
- Yêu cầu học sinh đọc, tóm tắt đề bài, xác định các đại lợng cần tìm?
HD:
+ Công của điện trờng chính bằg phần năng l- ợng của một e, từ đó áp dụng biểu thức về động năng tìm v.
Hoạt động 3. Củng cố dặn dò ( 5 phút )–
- Gv nhắc lại các công thức cần ghi nhớ. - Các chú ý cần ghi nhớ khi giải bài tập phần này.
D. Rút kinh nghiệm và bổ sung.
……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… ……….. .. ……… Ký kiểm tra:………..