Bài 45 : DỤNG CỤ BÁN DẪN pot

TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-1 /7

Tiết : _____________
Bài 45 :
DỤNG CỤ BÁN DẪN
I. MỤC TIÊU :
 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 .
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề
II. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Các dụng cụ bán dẫn
III. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
Phần làm việc của Giáo Viên
Phân phối
thời gian
Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển
Hoạt đông của học sinh Ghi chú
1. Kiểm tra
bài cũ và
kiến thức cũ
liên quan với
bài mới
(3’)
1. Trả lời câu hỏi SGk
2. Làm bài tập SGH trang 206 SBT VL 11
Kiểm tra và đánh giá
2. Nghiên
cứu bài mới
I. Điốt

1. Cấu tạo
Là các dụng cụ bán dẫn hai cực , trong đó có một lớp chuyển
tiếp p – n .
2. Phân loại
a Điốt chỉnh lưu
 Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào tính chất chỉnh lưu của
lớp chuyển tiếp p - n
 Tác dụng : chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
Điốt
Cần cho học sinh hiểu là các điốt trong bài
đều có cấu tạo từ một lớp chuyển tiếp p – n.
Tuy nhiên, tùy theo mục đích sử dụng mà
người ta chế tạo ra các điốt với cấu tạo với
tính chất khác nhau.
Điốt chỉnh lưu dùng để biến dòng điện xoay
chiều thành một chiều, vì vậy cần có một
dòng điện ngược cành nhỏ càng tốt. Nếu
điốt cần cho dòng điện thuận lớn đi qua, thì
HS quan sát, rút ra kết
luận

Nhận xét và theo dõi


Trả lời H1 :

Trả lời H2 :


TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-2 /7

Kí hiệu :


b Phôtôđốt (điốt quang )
 Nguyên tắc hoat động :Chiếu ánh sáng có bước
sóng thích hợp vào lớp tiếp xúc p – n  tạo ra các cặp
êlectron và lổ trống .Khi mắc điốt vào hiệu điện thế
ngược thì dòng ngược qua lớp tiếp xúc tăng lên
 Tác dụng : Làm cảm biến ánh sáng ( biến đổi tín
hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện
Ứng dụng : Thông tin quang học, kĩ thuật tự động hóa




R


c Pin mặt trời
 Cấu tạo pin quang học :Là một đi ốt bán dẫnđược
chiếu sáng trở thành một nguồn điện 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 
t
E


có tác dụng đẩy các lổ trống
sang phía bán dẫn p và các êlectron sang phía bán dẫn n
.Nếu đóng mạch điốtbằng một điện trở  xuất hiện
dòng điện trong mạch .
 Pin mặt trời là các tấm pin quang điện làm bằng Silic
nó phải có kích thước lớn, vì điện tích của
lớp tiếp xúc phải lớn. Thí nghiệm minh hoạ
tính chất chỉnh lưu của điốt bán dẫn được
nêu ở hình 45.7. Đó cũng là câu trả lời cho
H1.
Phôtôđiốt phải đóng trong vỏ có cửa sổ để
cho ánh sáng có thể chiếu vào lớp chuyển
tiếp p – n. Ngoài ra, khi không có ánh sáng
chiếu vào thì dòng ngược qua điốt cần rất
nhỏ.








Pin mặt trời lại cần có điện tích lớn để có thể
thu nhận được nhiều ánh sáng, vì vậy nó
được chế tạo dưới dạng những kích thước
lớn.

Điốt phát quang được chế tạo từ những vật
liệu bán dẫn thích hợp, sao cho nó có khả
Kết luận







Trả lời H3











TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-3 /7

d Điốt phát quang
 Cấu tạo : Là một điốt được chế tạo từ những vật liệu
bán dẫn thích hợp để khi có dòng điện thuận chạy qua
phát ra ánh sáng tại lớp tiếp xúc p – n
 Tính chất : Màu sắc ánh sáng phát ra phụ thuộc vào
các bán dẫn dùng làm điốt và cách pha tạp chất vào bán
dẫn đó .
 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
- Xuất hiện hiện tượng nhiệt điện ngược (SGK)
 Ưùng dụng : Pin nhiệt điện có suất điện động lớn ,
chế tạo ra các thiết bị làm lạnh gọn nhẹ và hiệu quả cao
trong y học , khoa học .
II. Tranzito
1. Cấu tạo và phân loại
a Cấu tạo : Là một dụng cụ bán dẩn có hai lớp chuyển tiếp
p – n . Nó gồm ba phần có tính chất dẫn điện khác nhau
b Phân loại : Tranzito p – n – p , Tranzito n – p – n



p

p

n

C

E

B

Tranzito p
–
n
-
p

B

C

E


năng phát sáng mạnh, cho màu sắc mong
muốn. Các điốt được chế tạo theo hình dạng
và được xếp đặt thính hợp thích hợp để tạo
nên những bộ hiển thị, màn hình lớn…

Pin nhiệt điện và thiết bị làm lạnh bằng hiệu

ứng Peltier được lắp sao chó các đầu nóng
về một phía để tiện cho việc sử dụng.







Tranzito
Khí nói về cấu tạo của tranzito có hai lớp
chuyển tiếp p – n, cần nhấn mạnh là khu vực
bán dẫn ở cực B có chiều dày rất nhỏ và
nồng độ hạt tải rất thấp. Cần làm rõ tác dụng
khuyếch đại của trazito qua việac xét dòng
điện trong các khu vực bán dẫn của nhau
của tranzito (IE, IB, và IC ). Người ta còn
hay nói đến tác dụng điều khiển của IE đối
với IC. Cần làm rõ vai trò của các nguồn
điện mắc vào mạch và cách mắc các nguồn
điện đó.
H2 nêu ra một gợi ý tìm hiểu kĩ hơn về hoạt
động của trazito. Nhìn vào cách bố trí khu
vực bán dẫn, có thể nghĩ rằng tranzito giống
như hai điốt riêng rẽ đấu ngược nhau. Tuy
nhiên không phải như vậy. Vì rằng khu vực
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-4 /7

B :cực gốc ( Bazơ) ;E :cực phát (emitơ) ;C :cực góp(côlectơ)
2. Hoạt động



Sô ñoà maïch khuyeách

ñaïi tranzito p – n - p
I
C

I
B

2

I
E

B

C

E

1


Nối hai cực E và B vào nguồn
1



cho dòng

điện theo chiều
thuận
Nối hai cực C và B vào nguồn
2

lớn

hơn
1

từ 5 đến 10 lần
đặt vào lớp chuyển tiếp B – C một hiệu điện thế ngược .
Nếu hiệu điệ thế giữa E và Bbiến thiên một lượng

UEB 
IB và IE biến thiên  IC cũng biến thiên theo  xuất hiện

IC

 xuất hiện

UR =

IC R =



IB
>

UEB

nhiều lần

 Biến thiên hiệu điện thế

UEBđược khuyếch đại trong
mạch tranzito
Lưu ý :
- Khi IB = 0  tranzito ở trạng thái ngắt .
- Khi IB có giá trị lớn và IC đạt giá trị cực đại  tranzito ở
giá trị bảo hòa .
III. Tranzito trường
a Cấu tạo (SGK )
B rất mỏng, nên hai điốt đó không độc lập
với nhau. Sự chuyển động của dòng lỗ trống
từ phía cực A đi qua khu vực cực B để sang
lớp chuyển tiếp B – C khác nhau hoàn toàn
giữa hai điốt độc lập.




Không cần nói chi tiếp vềø cáùc đường đặc
trưng. Tuy nhiên, nên thông qua việc phân
tích họ đường đặc trưng ra để hiểu được sự
phân bố các dòng điện trong vi mạch và tác

dụng khuyếch đại của tranzito. Qua đó cũng
biết được khi nào tranzito hoạt động ở chế
độ đóng ngắt.

Tranzito trường
Cần nêu rõ nguyên tắc hoạt đông của
tranzito trường là dựa vào tác dụng lực của
điện trường và thay đổi được nồng độ hạt tải
trong trong kênh dẫn.Tác dụng khuyếch đại
của tranzito thể hiện ở chỗ khi điện thế cực
cửa biến thiên, thì hiệu điện trên điện trở tải
biến thiên với biên độ lớn hơn nhiều







TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-5 /7

 kí hiệu :

S

G

D

 Cấu tạo : (SGk)


S

Sơ đồ cấu tạo và mạch điện
SiO
2

R


B

D

G

n

n

p

Kênh dẫn n

V
GS

b Hoạt động
- Khi VG



VS  UGS

< 0  hai lớp chuyển tiếp p – n từ
bán dẫn loại n của các cực S và D cùng với bán dẫn loại p của
đế , giống như hai điốt mắc nối tiếp ngược chiều nhau  xuất
hiện dóng điện rất nhỏ .
- Khi UGS

> 0  gần cực G có một điện trường từ cực G
vào trong bán dẫncó tác dụng hút êlecton về phía cực G
tăng nồng độ êlectron dẫn ở dưới lớp oxit silic  xuất hiện
khu vực dẫn điện e
-
gọi là kênh dẫn loại ngiữa cực S với D 
dòng điện IDS
- Khi UGS càng cao  điện trường càng mạnh  ID càng
lớn
-
Khi UGS biến thiên một lượng

UGS  ID biến thiên
một lượng

ID  Trên R có biến thiên


UR >

UGS

Vi mạch khuyếch đại
HS cần biết vi mạch khuyếch đại được cấu
tạo từ nhiều tầng khuyếch đại dùng tranzito .
Do đó hệ số khuyếch đại của vi mạch rất
lớn. Một tín hiệu rất nhỏ ở lối vào đã có thể
TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-6 /7

nhiều lần
 Đó là tác dụng khuyếch đại của tranzito trường .
IV. Vi mạch khuch đại (SGK)



U
-
U
+
U


+

U


U
ra

Vi mạch khuyếch

đại thuật toán



V. Vi mạch Lơgic (SGK)
làm cho vi mạch bị bão hồ, khi đó vi mạch
khơng sử dụng để khuyếch đại, vì điện thế
lối ra chỉ có thể có giá trị bằng điện thế
nguồn ni )U hoặc(U
CCCC

.
Cần cho học sinh thấy vai trò của mạch hồi
tiếp là làm giảm hệ số khuyếch đại của
mạch, và do đó làm cho mạch có tác dụng
khuyếch đại tuyến tính.
Vi mạch lơgic
Vi mạch lơgic làm việc với những tín hiệu
gián đoạn. Ở lối vào của mạch, tín hiệu chỉ
có thể ứng với hiệu điện thế cao hoặc hiệu
điện thế thấp. Tương ứng, 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 lơgic 1 và 0, tùy theo ta quy ước
sử dụng lơgic âm hay lơgic dương.
Nên cho hs làm quen với cách xác định các
giá trị lơgic của mạch thơng 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 lơgic của mạch ở
Hình 45.10 theo lơgic âm như ở bên .

3. Củng cố
bài giảng
Dặn dò của
học sinh
(5’)


u cầu nhắc lại :
Nhấn mạnh các nội dung quan trọng .
Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK
Chuẩn bị bài mới” Thực hành thí nghiệm bài
46 “
HS tư lưc



TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI  GIÁO ÁN VẬT LÝ 11

GV : ĐỖ HIẾU THẢO  VẬT LÝ PB 11: 45-7 /7