Bài 45 : DỤNG CỤ BÁN DẪN pot

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.. Cấu tạo Là các dụng cụ bán dẫn hai cực , trong

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

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 :

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 Et

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

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

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

B :cực gốc ( Bazơ) ;E :cực phât (emitơ) ;C :cực góp(côlectơ)

2 Hoạt động

Sô ñoă mách khuyeâch ñái tranzito p – n - p

IC

IB

2



IE B

C

E

1



Nối hai cực E vă B văo nguồn 1 cho dòngđiện theo chiều

thuận

Nối hai cực C vă B văo nguồn 2 lớnhơn 1 từ 5 đến 10 lần

đặt văo lớp chuyển tiếp B – C một hiệu điện thế ngược

Nếu hiệu điệ thế giữa E vă Bbiến thiín một lượng  UEB 

IB vă IE biến thiín  IC cũng biến thiín theo  xuất hiện

IC xuất hiện  UR =  IC R =  IB > UEBnhiều lần

 Biến thiín hiệu điện thế  UEBđược khuyếch đại trong

mạch tranzito

Lưu ý :

- Khi IB = 0  tranzito ở trạng thâi ngắt

- Khi IB có giâ trị lớn vă IC đạt giâ trị cực đại  tranzito ở

giâ trị bảo hòa

III Tranzito trường

a Cấu tạo (SGK )

B rất mỏng, nín 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 khâc nhau hoăn toăn giữa hai điốt độc lập

Không cần nói chi tiếp vềø cẫc đường đặc trưng Tuy nhiín, nín thông qua việc phđn tích họ đường đặc trưng ra để hiểu được sự phđn bố câc dòng điện trong vi mạch vă tâc dụng khuyếch đại của tranzito Qua đó cũng biết được khi năo tranzito hoạt động ở chế

độ đóng ngắt

Tranzito trường Cần níu rõ nguyín tắc hoạt đông của tranzito trường lă dựa văo tâc dụng lực của điện trường vă thay đổi được nồng độ hạt tải trong trong kính dẫn.Tâc dụng khuyếch đại của tranzito thể hiện ở chỗ khi điện thế cực cửa biến thiín, thì hiệu điện trín điện trở tải biến thiín với biín độ lớn hơn nhiều

 kí hiệu :

S

G

D

 Cấu tạo : (SGk)

S

Sơ đồ cấu tạo và mạch điện

SiO2

R



B

D

G

p

Kê nh dẫ n n

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 dĩng điện rất nhỏ

- Khi UGS> 0  gần cực G cĩ một điện trường từ cực G

vào trong bán dẫncĩ 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 

dịng 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 cĩ 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 đĩ hệ số khuyếch đại của vi mạch rất lớn Một tín hiệu rất nhỏ ở lối vào đã cĩ thể

nhiều lần

 Đĩ là tác dụng khuyếch đại của tranzito trường

IV Vi mạch khuyêch đại (SGK)

U-

U

Ura

Vi mạch khuyếch đại thuật toán

V Vi mạch Lơgic (SGK)

làm cho vi mạch bị bão hồ, khi đĩ vi mạch khơng sử dụng để khuyếch đại, vì điện thế lối ra chỉ cĩ thể cĩ giá trị bằng điện thế nguồn nuơi (UCC hoặcUCC )

Cần cho học sinh thấy vai trị của mạch hồi tiếp là làm giảm hệ số khuyếch đại của mạch, và do đĩ làm cho mạch cĩ 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

cĩ thể ứng với hiệu điện thế cao hoặc hiệu điện thế thấp Tương ứng, tín hiệu ở lối ra cũng chỉ cĩ thể cĩ hai mức điện thế Mỗi mức tính hiệu đĩ 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 dị của

học sinh

(5’)

Yêu 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