- Bản chất dòng điện trong kim loạ
Bài 17 dòng điện trong chất bán dẫn
Tiết thứ nhất: I. Chất bán dẫn và các tính chất của nó
II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p Tiết thứ hai: III. Lớp chuyển tiếp p –n
IV. Điôt chỉnh lu và mạch chỉnh lu dùng điôt bán dẫn V. Tranzito lợng cực n-p-n. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Tiết 32
I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
Trả lời đợc các câu hỏi
- Chất bán dẫn là gì? Nêu những đặc điểm của chất bán dẫn. - Hai loại hạt tải điện trong bán dẫn là gì? Lỗ tróng là gì? - Chất bán dẫn loại n và loại p là gì?
- Lớp chuyển tiếp p-n là gì/ - Tranzito n –p –n lag gì? 2. Về kĩ năng
Nhận biết đợc điôt bán dẫn và tranzito trên các bản mạch điện tử
II. chuẩn bị
GV: - Hình vẽ 17.1 và bảng 17.1 SGK trên giẩy khổ lớn - Một số bán dẫn thờng dùng nh điôt bán dẫn, tranzito HS: - Ôn tập thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại - Ôn tập một vài thông số quan trọng của kim loại.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1 ( ). Kiểm tra bài cũ. đề xuất vấn đề nghiên cứu
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- Trả lời câu hỏi của GV về bản chất dòng điện trong chât không.
- Tiếp thu kiến thức mới.
Gv nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:
- Bản chất dòng điện trong kim loại là gì? GV gọi HS nhận xét câu trả lời của bạn.
GV đặt vấn đề nghiên cứu: Bài học hôm trớc chúng ta đã biết điôt chân không dùng trong các mạch điện tử. Ngày nay, khi CNTT phát triển mạch ngời ta không dùng điôt chân không mà thay vào đó là điôt bán dẫn. Vậy điôt bán dẫn là gì? Nó có cấu tạo nh thế nào? Bài học hôm nay ta tìm hiểu điều đó.
Hoạt động 2( ). Tìm hiểu chất bán dẫn và tính chất của nó
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- Tiếp thu kiến thức.
- Đọc SGK để lĩnh họi kiến thức.
- Thảo luận nhóm, cử đại diện nhóm trình bày câu trả lời của nhóm mình.
Câu trả lời có thể là:
+ Điện trở suất của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi
+ Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm nhanh khi nhiệt độ tăng
+ Điện trở suất của bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chát. Chỉ cần mọt lợng nhỏ tạp chất củng đủ làm điện trở suất của nó ở lân cận nhiệt độ phòng giảm rất nhiều lần.
+ Điện trơ suát của bán dẫn cũng giảm khi bị chiếu sáng hoặc tác dụng của các tác nhân ion hóa.
HS ghi các kết luận của GV
- Khi nghiên cứu một số vật liệu ngời ta thấy nhiều chất không thể xem là kim loại hoặc điện môi. Trong số này có một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là gemani và silic, đợc gọi là chất bán dẫn.
- GV yêu cầu HS đọc SGK mục I
GV nêu câu hỏi kiểm tra sự lĩnh hội kiến thức của HS:
Câu hỏi:
- Hãy so sánh điện trở suất của chất bán dẫn với điện trở suất của kim loại và điện môi? - So sánh sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở suất của kim loại và của bán dẫn tinh khiết? - Điện trở suất của bán dẫn thay đổi thế nào khi có pha thêm một lợng nhỏ tạp chất?
- Điên trở suất của bán dẫn thay đổi thế nào khi đợc chiếu sáng hoặc tác dụng bởi các tác nhân ion hóa?
GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm và yêu cầu các nhóm báo cáo kết quả.
GV gọi các nhóm nhận xét và bổ sung ý kiến. GVnhận xét câu trả lời của các nhóm và kết luận
Hoạt động 3( ). Tìm hiểu hạt tải điện trong các loại bán dẫn.
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
HS thảo luân nhóm tìm câu trả lời:
- Bán dẫn loại n là bán dẫn khi ta pha tạp phốt pho hoặc asen và tinh thể silic.
- Bán dẫn loại p là bán dẫn khi ta pha tạp Bo hoặc nhôm vào tinh thể silic.
- GV yêu cầu HS đọc SGK mục II.1 để trả lời câu hỏi:
Hỏi: Thế nào là bán dẫn loại n và bán dẫn loại p?
- GV thông báo: trong cả hai loại bán dãn p và n thực ra dòng điện đều do chuyển động của eletron sinh ra. Khi tạo thành tinh thể silicmỗi nguyên tử silic có 4 êletron hóa trị nên vừa đủ để tạo ra 4 liên kêt với 4 nguyên tử lân cận. Các êletron hóa trị đều bị liên kết nên không tham
- Ta cung cấp năng lợng cho các êletron dới dạng nhiệt năng để bứt êletron ra khỏi mối liên kết để chúng trở thành các êlectron dẫn.
- Trả lời câu hỏi của GV về bản chất dòng điện trong bán dẫn.
- Ghi nhớ bản chất dòng điện trong bán dẫn.
gia vào việc dẫn điện.
- GV nêu câu hỏi: Làm thế nào để bán dẫn tinh khiết dẫn điện?
- GV khi một êlectron bứt khỏi liên kết thì xuất hiện một liên kết bị trống , ngời ta gọi là lỗ trống. Lỗ trống mang điện tích dơng.
Hỏi: Khi đặt vào bán dẫn một điện trờng, êlectron và lỗ trống chuyển động nh thế nào? Hỏi: Vậy bản chất dòng điện trong bán dẫn là gì?
GV nhận xét câu trả lời của HS
Hoạt động 4( )Tìm hiểu tạp chất cho(đôno) và tạp chất nhận(axepto)
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- HS đọc SGK để tìm câu trả lời về tạp chất cho và tạp chất nhận.
- Trả lời câu hỏi C1.
GV nêu câu hỏi: Thế nào là tạp chất cho và tạp chất nhận?
Hỏi: Trong bán dẫn loại n và bán dẫn loại p hạt tải điện chủ yếu là hạt nào?
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1.
Hoạt động 5( ). Vận dụng, củng cố
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- HS trả lời câu hỏi củng cố của GV - Trả lời : Đáp án D
- GV nêu câu hỏi củng cố:
+ Hãy nêu tính chất điện của bán dẫn tinh khiết và kim loại
+ Có những loại bán dẫn nào? Hạt tải điện chủ yếu trong những loại bán dẫn đó là gì?
- Nêu câu hỏi vận dụng: Câu hỏi 6/106 SGK
Hoạt động 6( ). Giao nhiệm vụ học tập
- Nhận nhiệm vụ học tập - Nhận xét giờ học
- Yêu cầu HS chuẩn bị một điôt bán dẫn và tranzito trong cách mạch điện tử
Tiết 33. Hoạt động 1( ) Kiểm tra bài cũ. Đặt vấn đề nghiên cứu
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- Lên bảng trả lời câu hỏi của GV:
- Nhận xét câu trả lời của bạn.
- Nghe GV đặt vấn đề vào bài
- Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:
H1: Nêu bản chất dòng điện trong chất bán dẫn?
H2: Hạt tải điện trong bán dẫn loại n và loại p chủ yếu là hạt gì?
- Gọi HS lên bảng trả lời.
- Gọi HS nhận xét câu trả lời của bạn. - Nhận xét và cho điểm.
- ĐVĐ: Bài học hôm nay chung ta nghiên cứu một số dụng cụ bán dẫn nh điôt và tranzito. Vậy chúng có cấu tạo nh thế nào?
Hoạt động 2( ). Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p n–
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
HS thảo luận nhóm.
- Trong bán dẫn loại p chỉ có hạt tải điện là lỗ trống, trong miền bán dẫn loại n chỉ có êlectron tự do, nên tại lớp chuyển tiếp p – n chúng trà
- Nêu vấn đề: Hiện tợng gì sẽ xảy ra khi ta cho hai mẫu bán dẫn p và n tiếp xúc với nhau? - Gợi ý: Khi tiếp xúc lỗ trống trong bán dẫn loại p và êlectron trong bán dẫn loại n chuyển
trộn vào nhau.
- Trả lời câu hỏi C2. ở lớp nghèo , về phía bán dẫn loại n các ion đono tích điện dơng và về phía bán dấn loại p các ion axepto tích điện âm. Điện trở của lớp nghèo có giá trị rất lớn.
- Trả lời câu hỏi của GV
- HS đọc SGK để tìm hiểu về dòng ngợc.
- HS ghi nhớ kết luận của GV
động nh thế nào?
Thông báo: Khi êlectron gặp lỗ trống, nó sẽ nối lại mối liên kết ấy, và một cặp êlectron và lỗ trống sẽ biến mất. ở lớp chuyển tiếp p-n hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo.
- Nêu câu hỏi: Vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có các ion dơng và ion âm?
- Điện trở ở lớp nghèo có giá trị nh thế nào? - Nêu câu hỏi: Khi đặt một điện trờng hớng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì lỗ trống và êlectron chuyển động nh thế nào?
Thong báo: Dới tác dụng của điện trờng ngoài thì lớp nghèo có các hạt tải điện và trở nên dẫn điện và dòng điện có chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n, ngời ta gọi dòng điện chạy theo chiều này là dòng điện thuận, hiệu điện thế đặt vào hai đầu bán dẫn lúc này gọi là hiệu điện thế thuận.
- Hỏi: Nếu cực của nguồn điện mắc vào mẫu bán dẫn, tức là cực dợng mắc vào bán dẫn n, cực âm mắc vào bán dẫn p thì dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp nh thế nào?
- GV kết luận : Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p – n mắc theo chiều thuận có cờng độ lớn, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p – n mắc theo chiều ngợc có cờng độ rất bé.
- GV yêu cầu HS về nhà tự đọc mục 3 SGK
Hoạt động 3 ( ) Tìm hiểu điôt bán dẫn và mạch chỉnh lu dùng điôt bán dẫn
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- Tự đọc SGK - Yêu cầu HS tự đọc SGK để tìm hiểu về cấu tạo và cơ chế chỉnh lu của điôt trong mạch cần chỉnh lu.
Hoạt động 4( ). Tìm hiểu về tranzito lợng cực n-p-n. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
- HS nghiên cứu SGK và hình vẽ 17.8 SGK để biết đợc cấu tạo của tranzito.
- Nghe GV giảng bài.
- Thảo luận nhóm, cử đại diện nhóm trình bày kết quả.
- Tanzito là một dụng cụ bán dãn có hai lớp chuyển tiếp p –n. Tranzito đợc tạo thành từ một mẫu bán dẫn trên đó có tạo ra một miền p và hai miền n1 và n2 nh hình 17.9 SGK
- Trong miềm n2 mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống trong miền p. Trên các miền này có gắn các điện cực C,B,E. Điện thế trên các cực E, B ,C giữ ở các giá trị VE = 0, VB đủ lớn để lớp chuyển tiép p-n phân cực thuận. VC
có giá trị tơng đối lớn( cỡ 10V).
- Hỏi: Giả sử miền p rất dày, n1 , n 2 cacchs xa nhau thì điện trở RCB giữa C và B có giá trị nh thế nào? Tại sao?
- GV tổ chức HS thảo luận nhóm và trình bày kết quả của nhóm mình.
- HS nhận xét câu trả lời của bạn. - Trả lời...
- HS ghi kết luận của GV. - Trả lời...
- Đọc SGK để tìm hiểu cấu tạo của tranzito l- ợng cực n-p-n gồm:
+ Cực góp hay colectơ: kí hiệu là C
+ Cực đáy hay cự gốc , hoặc bazơ: kí hiệu là B + Cực phát hay emitơ: kí hiệu là E.
- Ghi nhớ kết luận của GV.
- Hỏi: Nếu miền p rất mỏng thì điện trở RCB
thay đổi thế nào?
- GV kết luận: Ngời ta nói dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito.
- Hỏi: Thế nào là Tranzito lỡng cực n – p – n?
Thông báo: Tinh thể bán dẫn đợc pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền n1 và n2 đã mô tả ở trên gọi là tranzito lợng cực n-p- n.
- GV yêu cầu HS đọc SGK đẻ biết đợc mô hình, câu trúc thực và kí hiệu của tranzito
Thông báo: Tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu điện và đợc dùng để lắp bộ khuếch đại và khóa điện tử.
Hoạt động5( ). Vận dụng củng cố
- Trả lời câu hỏi của GV
- Trả lời bài tập 7: Chọ đáp án C - Nêu câu hỏi củng cố:+ Dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp theo chiều nào?
+ Lớp chuyển tiếp p-n đợc ứng dụng trong các dụng cụ bán dẫn nào?
+ Thế nào là tranzito lợng cực n-p-n?
- Ra bài bập vận dụng: Bài tập số 7/ 106 SGK
Hoạt động 6( ) Giao nhiệm vụ học tập
- Ôn tập hệ thống chơng
- Làm các bài tập trong SGK và SBT
Ngày Tiết 34.
ôn tập chơng III I. Mục tiêu
1. Về kiến thức.
- Học sinh cần nắm đợc các kiến thức cơ bản trong các phần đã học. Bản chất dòng điện trong các môi trờng( kim loại, chất điện phân, chất khí, chân không và chất bán dẫn)
- Giải thích đợc cơ chế dẫn điện và các tính chất điện của các moi trờng trên - Các ứng dụng trong thực tế
2. Về kĩ năng
- Vận dụng đợc kiến thức đẻ giải đợc một số bài toán liên quan đến chất điện phân - Vận dụng kiến thức để giải thích đợc mốtố hiện tợng vật lí thờng gặp trong cuộc sống
II. Chuẩn bị
GV: - Kiến thức trong chơng - Một số phiếu trắc nghiệm
HS: - Ôn tập các công thức có liên quan đến định luật Fa-ra-đây, biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch kín.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1( ). Ôn tập hệ thống kiến thức cũ
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
- HS nhận phiếu học tập và trao đổi nhóm, cử đại diện nhóm trình bài kết quả nhóm mình - Cử đại diện nhóm trả lời.
- GV phất phiếu học tập số 1 cho các nhóm HS và yêu cầu các nhóm thảo luận
- GV tổ chức các nhóm trao đổi.
- Gọi các nhóm nhận xét và bổ sung kiến thức - Nhận xét bài làm của HS
Hoạt động 2( ) Giải một số bài tập dạng tự luận
- Trao đổi nhóm làm bài tập tự luận
- Đại diện nhóm lên bảng giải chi tiết - Phát phiếu học tập số 2 cho các nhóm- Nêu câu hỏi gợi ý: + Mạch ngoài đợc mắc nh thế nào?
+ Để tính hiệu điện thế UAB ta cần biết đại lợng nào? Đại lợng đó tính theo công thức nào? + Sử dụng công thức Fa-ra-đây để tính lợng đồng giải phóng ở anôt nh thế nào?
Hoạt động 3( ) Giao nhiệm vụ học tập
- Nhận nhiệm vụ học tập - ra bài tập về nhà
- Ôn tập kiến thức toàn bộ chơng trình học kì I
Phiếu học tập số 1 Phiếu học tập số 2
Cho mạch điện nh hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động ε = 8 V, điện trở trong r = 0,8Ω, R1
= 12Ω, R2 = 0,2Ω, R3 = 4Ω. Bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 có điện cực bằng đồng, điện trở của bình điện phân Rp = 4Ω. Hãy tính:
a) Hiệu đện thế giữa hai điểm A và B
b) Cờng độ dòng điện chạy qua bình điện phân
c) Lợng đồng đợc giải phóng ở catôt trong thời gian 16 phút 5 giây.
Ngày Tiết 35
Kiểm tra học kì i
I. mục tiêu
- Kiểm tra việc năm kiến thức của HS trong toàn bộ chơng trình học kì I - Rút kinh nghiệm để giảng dạy cho các phần tiếp theo
II. Chuản bị
- GV chuẩn bị đề ra và đáp án
- HS chuẩn bị tốt kiến thức cho tiết kiểm tra
III. Tổ chức kiểm tra
Hoạt động 1 ( ). ổn định tổ chức lớp, nhắc nhở kỉ luật phòng thi Hoạt động 2( ). Làm bài
Hoạt động 3( ) . Thu bài và dặn dò công việc tiếp theo Đề ra: Mẫu 112
1.B 2.D 3C 4.C 5.C 6.B 7.B 8.D 9B 10D