Bài 45 : DỤNG CỤ BÁN DẪN

Chia sẻ: Abcdef_51 Abcdef_51 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

87
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiểu được cấu tạo của các dụng cụ bán dẫn thường gặp như điốt , tranzito , vi mạch khuyết đại thuật toán và vi mạch lôgic . Hiểu được cách mắc mạch khuyếch đại dùng tranzito hai lớp chuyển tiếp p – n và tranzito trường . Biết vận dụng các hiểu biết về tính chất của bán dẫn và các lớp chuyển tiếp p – n để giải thích hoạt động của các dụng cụ bán dẫn .

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 45 : DỤNG CỤ BÁN DẪN

 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 Tiết : _____________ Bài 45 : DỤNG CỤ BÁN DẪN I. MỤC TIÊU :  Hiểu đ ược cấu tạo của các dụng cụ b án dẫn thường gặp như đ iốt , tranzito , vi mạch khuyết đại thuật toán và vi mạch lôgic .  Hiểu đ ược cách mắc mạch khuyếch đ ại dùng tranzito hai lớp chuyển tiếp p – n và tranzito trường .  Biết vận dụng các hiểu biết về tính chất của bán dẫn và các lớp chuyển tiếp p – n đ ể giải thích ho ạt động của các dụng cụ bán dẫn . PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề .. II. II. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Các dụng cụ b án dẫn III. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY Phần làm việc của Giáo Viên Phân phối Hoạt đông của học sinh Ghi chú thời gian Nội dung g hi bảng Tổ chức ,điều k hiển 1. Kiểm tra 1. Trả lời câu hỏi SGk Kiểm tra và đánh giá 2. Làm bài tập S GH trang 206 SBT VL 11 bài cũ và k iến thức cũ liên q uan với bài mới (3’) 2. Nghiên Điốt HS q uan sát, rút ra kết I. Đ iốt Cần cho học sinh hiểu là các điốt trong b ài lu ận cứu bài mới 1. Cấu tạo đều có cấu tạo từ một lớp chuyển tiếp p – n. Là các d ụng cụ bán dẫn hai cực , trong đó có một lớp chuyển Tuy nhiên, tùy theo mục đ ích sử dụng mà Nhận xét và theo dõi tiếp p – n . người ta chế tạo ra các đ iốt với cấu tạo với 2. Phân loại tính chất khác nhau. a Điốt chỉnh lưu Điốt chỉnh lưu dùng đ ể b iến dòng điện xoay Trả lời H1 :  Nguyên tắc ho ạt động : Dựa vào tính chất chỉnh lưu của chiều thành một chiều, vì vậy cần có một lớp chuyển tiếp p - n dòng đ iện ngược cành nhỏ càng tốt. Nếu Trả lời H2 :  Tác dụng : chỉnh lưu dòng đ iện xoay chiều điốt cần cho dòng điện thu ận lớn đ i qua, thì  VẬT LÝ PB 11: 45-1 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 nó phải có kích thước lớn, vì điện tích của Kết lu ận lớp tiếp xúc phải lớn. Thí nghiệm minh hoạ tính chất chỉnh lưu của điốt bán d ẫn được Kí hiệu : nêu ở hình 45.7. Đó cũng là câu trả lời cho b Phôtôđốt (điốt quang ) H1.  Nguyên tắc hoat động :Chiếu ánh sáng có bước Phôtôđiốt phải đóng trong vỏ có cửa sổ để sóng thích hợp vào lớp tiếp xúc p – n  tạo ra các cặp cho ánh sáng có thể chiếu vào lớp chuyển êlectron và lổ trống .Khi mắc điốt vào hiệu điện thế tiếp p – n. Ngoài ra, khi không có ánh sáng ngược thì dòng ngược qua lớp tiếp xúc tăng lên chiếu vào thì dòng ngược qua đ iốt cần rất Trả lời H3  Tác dụng : Làm cảm biến ánh sáng ( biến đổi tín nhỏ. hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện Ứng dụng : Thông tin quang học, kĩ thuật tự động hóa R Pin mặt trời lại cần có đ iện tích lớn để có thể thu nhận đ ược nhiều ánh sáng, vì vậy nó được chế tạo dưới d ạng những kích thước c Pin mặt trời lớn.  Cấu tạo pin quang học :Là một đi ốt bán dẫnđ ược chiếu sáng trở thành một nguồn đ iện 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 ra các cặp  êlectron và lổ trống  E t có tác dụng đẩy các lổ trống sang phía bán dẫn p và các êlectron sang phía bán d ẫn n .Nếu đóng mạch điốtbằng một điện trở  xuất hiện dòng đ iện trong mạch . Điốt p hát quang được chế tạo từ những vật liệu bán d ẫn thích hợp, sao cho nó có khả  Pin mặt trời là các tấm p in quang điện làm bằng Silic  VẬT LÝ PB 11: 45-2 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 d Điốt phát quang năng phát sáng mạnh, cho màu sắc mong muốn. Các điốt đ ược chế tạo theo hình dạng  Cấu tạo : Là một điốt đ ược chế tạo từ những vật liệu và được xếp đ ặt thính hợp thích hợp đ ể tạo bán dẫn thích hợp để khi có dòng đ iện thu ận chạy qua nên những bộ hiển thị, màn hình lớn… phát ra ánh sáng tại lớp tiếp xúc p – n  Tính chất : Màu sắc ánh sáng phát ra phụ thuộc vào Pin nhiệt đ iện và thiết b ị làm lạnh bằng hiệu các b án d ẫn dùng làm đ iốt và cách pha tạp chất vào bán ứng Peltier được lắp sao chó các đ ầu nóng dẫn đó . về một phía để tiện cho việc sử dụng.  Ứng dụng : Làm các bộ hiển thị , đèn báo , trong các màn hình quảng cáo . e Pin nhiệt điện bán dẫn  Cấu tạo : Là một cặp nhiệt điện làm từ hai thanh bán dẫn khác loại ( n và p ).  Tính chất : - Hệ số  lớn hơn gấp hàng trăm lần so với ở cặp nhiệt điện kim loại Tranzito - Xu ất hiện hiện tượng nhiệt điện ngược (SGK) Khí nói về cấu tạo của tranzito có hai lớp  Ưùng dụng : Pin nhiệt đ iện có suất điện đ ộng lớn , chuyển tiếp p – n, cần nhấn mạnh là khu vực chế tạo ra các thiết bị làm lạnh gọn nhẹ và hiệu quả cao bán d ẫn ở cực B có chiều dày rất nhỏ và trong y học , khoa học . nồng độ hạt tải rất thấp . Cần làm rõ tác dụng II. Tranzito khuyếch đ ại của trazito qua việac xét dòng 1. Cấu tạo và phân loại điện trong các khu vực bán dẫn của nhau a Cấu tạo : Là một dụng cụ bán d ẩn có hai lớp chuyển tiếp của tranzito (IE, IB, và IC ). Người ta còn p – n . Nó gồm b a phần có tính chất d ẫn đ iện khác nhau hay nói đến tác dụng điều khiển của IE đối b Phân loại : Tranzito p – n – p , Tranzito n – p – n với IC. Cần làm rõ vai trò của các ngu ồn điện mắc vào mạch và cách mắc các ngu ồn C CE E p p điện đó. n H2 nêu ra một gợi ý tìm hiểu kĩ hơn về ho ạt động của trazito. Nhìn vào cách bố trí khu vực b án d ẫn, có thể nghĩ rằng tranzito giống B B như hai đ iốt riêng rẽ đấu ngược nhau. Tuy Tranzito p – n - p nhiên không phải như vậy. Vì rằng khu vực  VẬT LÝ PB 11: 45-3 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 B :cực gốc ( Bazơ) ;E :cực p hát (emitơ) ;C :cực góp (côlectơ) B rất mỏng, nên hai đ iốt đó không độc lập 2. Hoạt động với nhau. Sự chuyển động của dòng lỗ trống từ p hía cực A đ i qua khu vực cực B để sang C E lớp chuyển tiếp B – C khác nhau hoàn toàn giữa hai đ iốt độc lập. IC B IE IB 1 2 Không cần nói chi tiếp vềø cáù c đường đặc Sô ñoà ch khuyeáh maï c trưng. Tuy nhiên, nên thông qua việc phân ñaï tranzito p – n - p i tích họ đ ường đặc trưng ra để hiểu được sự Nối hai cực E và B vào ngu ồn 1 cho dòng đ iện theo chiều phân bố các dòng đ iện trong vi mạch và tác dụng khuyếch đại của tranzito. Qua đó cũng thuận biết đ ược khi nào tranzito hoạt động ở chế Nối hai cực C và B vào nguồn  2 lớn hơn 1 từ 5 đ ến 10 lần độ đóng ngắt. đ ặt vào lớp chuyển tiếp B – C một hiệu đ iện thế ngược . Nếu hiệu đ iệ thế giữa E và Bbiến t hiên một lượng  UEB  Tranzito trường IB và IE b iến thiên  IC cũng b iến thiên theo  xu ất hiện Cần nêu rõ nguyên tắc hoạt đông của  IC  xuất hiện  UR =  IC R =   IB >  UEB nhiều lần tranzito trường là d ựa vào tác dụng lực của  Biến thiên hiệu điện thế  UEBđược k huyếch đại trong điện trường và thay đ ổi được nồng độ hạt tải trong trong kênh d ẫn.Tác dụng khuyếch đ ại mạch tranzito của tranzito thể hiện ở chỗ khi điện thế cực Lưu ý : cửa biến thiên, thì hiệu đ iện trên điện trở tải - Khi IB = 0  tranzito ở trạng thái ngắt . - Khi IB có giá trị lớn và IC đ ạt giá trị cực đ ại  tranzito ở biến thiên với b iên độ lớn hơn nhiều giá trị b ảo hòa . III. Tranzito trường a Cấu tạo (SGK )  VẬT LÝ PB 11: 45-4 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 G S D  kí hiệu :  Cấu tạo : (SGk)  R V GS SiO2 G D S n n p B K eâh daã n n n Sô ñoà u taï vaø ch ñieä caá o maï n b Hoạt động - Khi VG  VS  UGS < 0  hai lớp chuyển tiếp p – n từ b án dẫn lo ại n của các cực S và D cùng với bán dẫn loại p của đ ế , giống như hai điốt mắc nối tiếp ngược chiều nhau  xu ất hiện d óng đ iện rất nhỏ . - Khi UGS > 0  gần cực G có một đ iện trường từ cực G vào trong bán dẫncó tác dụng hút êlecton về p hía cực G tăng nồng độ êlectron d ẫn ở dưới lớp oxit silic  xuất hiện khu vực dẫn điện e- gọi là kênh dẫn loại ngiữa cực S với D  Vi mạch khuyếch đại dòng đ iện IDS HS cần biết vi mạch khuyếch đại được cấu - Khi UGS càng cao  điện trường càng mạnh  ID càng tạo từ nhiều tầng khuyếch đại d ùng tranzito . lớn Do đó hệ số khuyếch đại của vi mạch rất - Khi UGS biến thiên một lượng  UGS  ID biến thiên lớn. Một tín hiệu rất nhỏ ở lối vào đã có thể một lượng  ID  Trên R có biến thiên  UR >  UGS  VẬT LÝ PB 11: 45-5 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11 nhiều lần làm cho vi mạch bị b ão hoà, khi đ ó vi mạch không sử d ụng để khuyếch đại, vì điện t hế  Đó là tác dụng khuyếch đ ại của tranzito trường . lối ra chỉ có thể có giá trị b ằng điện t hế IV. V i mạch khuyêch đại (SGK) nguồn nuôi (U  hoaëc CC ) . U CC U- U Cần cho học sinh thấy vai trò của mạch hồi Ura tiếp là làm giảm hệ số khuyếch đ ại của + U U+ mạch, và d o đó làm cho mạch có tác dụng khuyếch đại tuyến tính. V i maï h khuyeáh c c Vi mạch lôgic ñaï thuaätoaù i t n Vi mạch lôgic làm việc với những tín hiệu gián đoạn. Ở lối vào của mạch, tín hiệu chỉ V. V i mạch Lôgic (SGK) có thể ứng với hiệu điện thế cao ho ặc hiệu điện t hế thấp. Tương ứ ng, tín hiệu ở lối ra cũng chỉ có thể có hai mức điện thế. Mỗi mức tính hiệu đó ứng với một trong hai trạng thái lôgic 1 và 0, tùy theo ta quy ước sử dụng lôgic âm hay lôgic d ương. Nên cho hs làm q uen với cách xác đ ịnh các giá trị lôgic của mạch thông qua việc xác định điện thế ở các lối vào và ở lối ra. H3 vá H4 gợi cho học sinh luyện tập thêm về điều này Bảng giá trị lôgic của mạch ở Hình 45.10 theo lôgic âm như ở bên . 3. Củng cố Yêu cầu nhắc lại : HS tư lưc Nhấn mạnh các nội dung quan trọng . bài g iảng Trả lời câu hỏi và làm b ài tập SGK Dặn dò của Chuẩn b ị bài mới” Thực hành thí nghiệm b ài học sinh 46 “ (5’)  VẬT LÝ PB 11: 45-6 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO
 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN V ẬT LÝ 11  VẬT LÝ PB 11: 45-7 /7 GV : ĐỖ HIẾU THẢO