Giáo án kỹ thuật điện tử

- Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của các vật liệu dẫn điện, cách điện.. - Ngoài ra, trong chất điện môi còn tồn tại một số ít các điện tích tự do nên tác động của điện trờng sẽ

Trang 1

Giáo án số 1 Thứ tự tiết thực hiện: 1 - 4

* Kiến thức:- Đánh giá xác định tính dẫn điện, linh kiện phù hợp theo yêu cầu kĩ thuật.

- Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của các vật liệu dẫn điện, cách điện

* Kỹ năng: Tính toán dòng điện, điện trở, điện áp trên các mạch điện một chiều theo

điều kiện cho trớc

* Thái độ: Nghiêm túc, phát huy tính tích cực, sáng tạo làm chủ kiến thức.

B/ Phơng tiện và phơng pháp dạy học:

- Phơng tiện dạy học : Bảng, phấn, sách, hình vẽ minh hoạ, máy tính, máy chiếu…

- Phơng pháp dạy học : Phơng pháp diễn giảng, phát vấn, đàm thoại…

C/ Nội dung và tiến trình lên lớp:

I ổn định lớp: ………

Kiểm tra số học sinh vắng: Tổng số:………… Vắng………… ………

III Nội dung kiểm tra:

- Gọi học sinh kiểm tra bài củ:

IV Bài mới:

* Giới thiệu về bài học hôm nay: ……… ….03 phút

Trong ngành điện sử dụng rất nhiều loại vật liệu khác nhau nh các vật liệu cách điện,dẫn điện, dẫn từ và vật liệu bán dẫn Để hiểu đợc bản chất của dòng điện trong các môi trờngkim loai ,điện phân, chân không, chất lõng, bán dẫn …Ta cùng nhau nghiên trong bài học

hôm nay: Các khái niệm cơ bản

(Dành thời gian 01 phút ghi đầu bài lên bảng)

Nội dung giảng dạy Phơng phápgiảng dạy gianThời

I Vật liệu cách điện và vật liệu dẫn điện.

1.Vật liệu cách điện.

- Vật liệu cách điện: Là chất có vùng cấm lớn đến mức ở

điều kiện thờng sự dẫn điện bằng điện tử không xẩy ra

Các điện tử hoá trị tuy ở vùng đầy dù đợc cung cấp thêm

năng lợng vẫn không thể di chuyển đến vùng tự do để

tham gia vào dòng điện dẫn

- Vật liệu cách điện là những chất mà khi ở trạng thái

bình thờng điện tích không di chuyển đợc từ nơi này

sang nơi khác bên trong vật làm bằng chất đó

a Tính chất chung của vật liệu cách điện.

Thuyết trình

Phát vấn

(Tại sao vật liệu cách điện lại đề cập đến tính dẫn điện)

Thuyết trình

phút

Trang 2

* Tính dẫn điện

- Khác với các chất dẫn điện, trong các chất cách điện

không có điện tích tự do Chúng không thể dẫn đợc điện

Tuy nhiên khi chất điện môi đặt trong điện trờng đủ lớn

thì xuất hiện hiện tợng phân cực điện môi (hai đầu thanh

điện môi xuất hiện điện tích)

- Ngoài ra, trong chất điện môi còn tồn tại một số ít các

điện tích tự do nên tác động của điện trờng sẽ tạo nên

dòng điện rò qua điện môi Chúng có giá trị rất nhỏ

* Tính hút ẩm

- Các vật liệu cách điện với mức độ nhiều hay ít đều hút

ẩm và thấm ẩm

+ Hút ẩm: Hút vào trong nó hơi ẩm từ môi trờng

+ Thấm ẩm: Khả năng cho hơi nớc xuyên qua nó

- Độ hút ẩm của vật liệu cũng không hoàn toàn phản ánh

mức độ biến đổi tính chất điện của vật liệu cách điện khi

bị ẩm

+ Nếu hơi ẩm hút vào có khả năng tạo nên sợi, màng

ẩm liên tục, nối liền giữa các điện cực thì tính cách điện

xấu đi

+ Nếu hơi ẩm phân bố theo thể tích của vật liệu một

cách rời rạc, không liên hệ gì với nhau thì ảnh hởng ít

hơn đến tính cách điện

* Tính cơ học

- Các tham số: độ bền, nén và uốn trong các điện môi

khác nhau rất nhiều Độ bền phụ thuộc rất nhiều vào tiết

diện của mẫu vật liệu

* Tính nhiệt

- Đánh giá khả năng chịu nóng của vật liệu cách điện và

các chi tiết chịu nhiệt không bị h hại trong thời gian ngắn

cũng nh lâu dài dới tác dụng của nhiệt độ cao và sự thay

đổi đột ngột của nhiệt độ đợc gọi là độ chịu nóng

* Độ bền điện

- Đặc trng bằng giá trị điện áp lớn nhất đặt vào bề mặt

của vật liệu mà vật liệu vẫn đảm bảo tính cách điện của

vật liệu

2 vật liệu dẩn điện

a Tính chất của vật liệu dẫn điện

b Điện trở suất

Điện trở suất là điện trở của một dây dẫn kim loại có tiết

diện đều là 1mm2, khi cho dòng điện đi thẳng góc với

mặt phẳng S dọc theo chiều đài 1m của dây dẫn kim loại

gặp trong thực tế)

Thuyết trìnhPhát vấn

(Khí Nitơ có nhiều trong tự nhiên hay không)

Thuyết trình

(Vật liệu ẩm và vật liệu khô, vật liệu nào dể dẫn điện hơn)

(Trong cuộc sống hằng ngày

đã thấy vật liệu dẫn điện nào?)

(Điện trở là gì?

Mỗi một loại vật liệu khác nhau đều có

điện trở khác nhau, vậy cái

phút

G/v:Nguyễn Trờng Thi 2

Trang 3

-là điện trở của vật dẫn, S: -là tiết diện của vật dẫn, L: -là

chiều dài của vật dẫn)

c Hệ số nhiệt của điện trở suất

Hệ số nhiệt của điện trở suất đặc trng cho sự thay đổi

t-ơng đối của điện trở suất khi nhiệt độ thay đổi 10C

d Sức điện động nhiệt

- Khi cho hai kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau ở một

đầu thì do mật độ điện tử tự do khác nhau nên chúng

khuếch tán sang nhau-giữa hai bề mặt tiếp xúc xuất hiện

một hiệu điện thế tiếp xúc và trong mạch vòng của cặp

kim loại tồn tại một sức điện động

- Độ lớn của sức điện động này phụ thuộc vào độ chênh

nhiệt giữa hai đầu cặp kim loại Vì thế ngời ta gọi sức

điện động này là sức điện động nhiệt

e Tính chất cơ học:

Ngời ta đánh giá độ bền cơ học của vật dẫn qua độ dãn

dài tơng đối khi đứt, giới hạn bền kéo, bền nén, uốn…

II Các hạt mang điện và dòng điện trong các môi

tr-ờng.

a Cấu tạo nguyên tử của vật liệu

Tất cả các chất đều tồn tại ở 3 trang thái rắn, lỏng và khí

đều đợc cấu tạo bằng ba hạt cơ bản là: Proton, Notron và

electron Nguyên tử là phần nhỏ nhất của phân tử có thể

tham gia phản ứng hoá học Nguyên tử có hạt nhân và

lớp vỏ nh hình vẽ:

Vỏ điện tửHạt nhân

+ Hạt nhân: Gồm có các hạt: Proton và Notron

+ Vỏ: Là hạt electron Chuyển động xung quanh hạt

nhân theo những quỷ đạo xác định, tuỳ theo mức năng

l-ợng mà tạo thành từng lớp khác nhau

- Về điện: Proton và electron mang cùng trị số điện tích

gì quyết định

điện trở của vật liệu?)

Đàm thoạiThuyết trình

(Tính chất hoá tính vật liệu dẫn điện nh thế nào?)

Đàm thoại

Thuyết trình

Đàm thoại

(Lấy ví dụ về kim loại, hợp kim)

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của nguyên tử kim loại)

Thuyết trình

Trang 4

nhng ngợc dấu nhau Notron trung hoà về điện Vởí điện

tích hạt nhân chính là điện ticha của proton và điện tích

võ là điện tích của electron

- Về khối lợng: Proton và notron có khối lợng xấp xỉ

bằng nhau, còn khối lợng của electron là rất bé so với

notron và proton Do đó khối lợng của nguyên tử đợc coi

là khối lợng của hạt nhân

- Về số lợng: Số hạt proton bằng số hạt electron Do đó ở

trạng thái bình thờng thì nguyên tử trung hoà về điện

+ Tổng số hạt Proton và notron gọi là số khối: A = P + N

+ Số Proton gọi là số hiệu nguyên tử: Ký hiệu là Z Số

hiệu nguyên tử đặc trng cho tính chất vật lý của nguyên

tử

+ Số electron ngoài cùng đặc trng cho tính chất hoá học

của nguyên tố

b Cấu tạo phân tử

Phân tử là phần nhỏ nhất của một chất ở trạng thái tự do

mà có thể mang đầy đủ tính chất của chất đó Trong phân

tử, các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết hoá học

- Liên kết cộng hoá trị: Là mối liên kết giữa các nguyên

tử trong các phân tử hợp chất hoặc đơn chất bằng những

cặp electron dùng chung

Ví dụ: Phân tử Clo

Cl + Cl = Cl Cl

Mối liên kết cộng hóa trị xẫy ra giữa các nguyên tử các

nguyên tố hoá học có tính chất gần giống nhau Ví dụ:

O2, H2, Cl2…H2O, CO2

- Liên kết ion Là mối liên kết đợc tạo nên bởi lực hút

giữa ion âm và ion dơng Liên kết này chỉ xãy ra giữa các

nguyên tử của nguyên tố hoá học có tính chất khác nhau

Đặc trng cho dạng liên kết ion là liên kết giữa kim loại

và phi kim để tạo thành muối

- Liên kết kim loại Kim loại chỉ có thể tồn tại dới dạng

nguyên tử riêng biệt khi ở dạng khí Khi ở thể rắn hoặc

thể lỏng, kim loại trở thành ion dơng và điện tử tự do

chuyển động hổn loạn Các điện tử này gắn các ion kim

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của phân tử kim loại)

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của nguyên tử năng lợng trong vật rắn)

Trang 5

-loại lại với nhau tạo thành liên kết kim -loại.

Dạng liên kết này giải thích đợc tính chất đặc trng của

kim loại: Tính nguyên khối (Lực hút giữa các ion và điện

tử tạo thành khối) Tính dẻo (do sự dịch chuyển và trợt

lên nhau của các ion) Do tồn tại các điện tử tự do nên

kim loại có ánh kim, dân điện và dẫn nhiệt tốt

- Liên kết Vandecvan Là mối liên kết yếu nhất trong các

mối liên kết thờng tạo nên những chất không bền về

nhiệt và cơ, dể nóng chảy và mềm, hay nhiệt độ nóng

chảy và độ bền cơ thấp

C Lý thuyết phân vùng năng lợng trong vật rắn

Tất cả các vật liệu đều thuộc một trong ba nhóm: Bán

dẫn, dẫn điện và cách điện Sự khác nhau của các chất

đ-ợc giải thích nhờ vào lý thuyết phân vùng năng lợng

Nội dung lý thuyết nh sau:

- Các nguyên tử có mức năng lợng khác xác định

- Các nguyên tử ở trạng thái bình thờng(không bị kích

thích) một số mức năng lợng đợc các điện tử lấp đầy còn

các mức năng lợng khác điện tử chỉ có thể có mặt khi

nguyên tử bị kích thích, các nguyên tử bị kích thích có

khả năng trở về trạng thái bình thờng, khi trở về trạng

thái bình thờng sẽ phát ra năng lợng dới dạng foton ánh

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của nguyên tử năng lợng trong vật rắn)

Trang 6

Vật dẫn Bán dẫn Điện môi

Vùng đầy điện tử Vùng các mức năng l ợng tự do Vùng cấm

IV Tổng kết bài

hiện

Thờigian

1 Khái niệm và tính chất của vật liệu cách điện

2 Tính chất chung của vật liệu cách điện

Đặt câu hỏihọc sinh trả lời

Hệ thống lạikiến thức

V Câu hỏi, bài tập.

Nội dung Hình thứcthực hiện gianThời

1 Nêu khái niệm và tính chất của vật liệu cách điện?

2 Nêu tính chất chung của vật liệu cách điện?

3 Các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trờng?

Nguyễn Trường Thi

Ngày soạn: / 5 / 2010

Thực hiện ngày: / 5 / 2010

Bài 2: các Khái niệm cơ bản

Điện trở, tụ điện A/ Mục tiêu:

* Kiến thức:- Phân biệt đợc điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác theo các

đặc tính của linh kiện

- Phân tích đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo quy ớc quốc té

Trang 7

-* Kỹ năng: Đo kiểm tra chất lợng điện trở, tụ điện, cuộn cảm Thay thế đợc các linh

kiện điện trở, tụ điện, cuộn cảm trong các mạch điện

* Thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo làm chủ kiến thức.

- Phơng tiện dạy học : Bảng, phấn, sách, hình vẽ minh hoạ, máy tính, máy chiếu…

- Phơng pháp dạy học : Phơng pháp diễn giảng, phát vấn, ví dụ minh hoạ…

II Kiểm tra bài cũ: ……….……… ………

Nội dung kiểm tra:

Gọi học sinh kiểm tra bài củ:

III Bài mới:

1 Điện trở

a) Khái niệm:

+Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện , nếu có

một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ và ngợc lại , vật cách điện

có điện trở cực lớn

+Điện trở dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của

dây dẫn đợc tính theo công thức: R = ρ L/ S Trong đó : R là

điện trở có đơn vị là Omh ( Ω )

L là chiều dài của dây

S là tiết diện của dây dẫn

b) Điện trở trong thực tế và trong các mạch điện tử:

* Hình dáng và kí hiệu: Trong thực tế điện trở là một loại linh

kiện điện tử không phân cực nó là một linh kiện quan trọng

trong các mạch điện tử , chúng đuợc làm từ hợp chất của

cácbon và kim loại và đ−ợc pha theo tỉ lệ mà tạo ra các điện trở

có điện dung khác nhau

Hình dạng của điện trở trong các sơ đồ mạch điện tử

Đơn vị của điện trở đ ợc đo bằng : − Ω , k Ω , M Ω

1M Ω = 1000k Ω = 1000000 Ω

(Tại sao điện trở lại cản trở dòng đện đến?)

Thuyết trình

Phát vấn

(Điện trở suất của điện trở phụ thuộc vào những yếu tố nào ?)

Thuyết trình

Thuyết trìnhDiển giải

Trang 8

* Cách nghi trị số của điện trở:

Các điện trở có kích th ớc nhỏ đ ợc nghi bằng các vạch− −

màu theo quy định chung của Quốc tế Còn các điện trở có

kích th ớc lớn hơn có công suất lớn hơn 2 W th ờng đ ợc− − −

ghi trực tiếp lên thân điện trở

* Cách đọc giá trị điện trở bằng vạch màu:

Bạc 10%;V ng 5%;à Đen 0; Nâu1; Đỏ2; Cam3;V ng 4 Xanh lơà

5 ; xanhLục 6; Tím 7; Xám 8; Trắng 9

+ Đối với điện trở có 5 , 6 vạch : 3 vạch đầu là đọc giá trị

của điện trở , vạch thứ 4 là mũ , vạch thứ 5 là sai số

*Cách mắc: Điện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc

vào mạch điện ta không cần để ý đến đầu d ơng âm làm gì(đầu−

nào cũng nh đầu nào)−

*Cách đo dùng ôm kế: chọn thang đo thích hợp, chập 2 kim

lấy ví dụThuyết trình

Trang 9

chỉnh về giá trị 0, đa 2 que đo vào 2 chân điện trở.

2 Tụ điện

Tụ Điện là một linh kiện thụ động và đ ợc sử dụng rất rộng−

rãi trong các mạch điện tử , đ ợc sử dụng trong các mạch lọc−

nguồn , lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu mạch xoay chiều, mạch

daođộng

a Khái niệm:

Tụ Điện là linh kiện dùng để cản trở và phóng nạp khi cần

thiết và đ ợc đặc tr ng bởi dung kháng phụ thuộc vào tần số− −

điện áp:

Kí hiệu của tụ điện trong sơ đồ nguyên lí là:

Tụ không phân cực là tụ có 2 cực có vai trò nh nhau và giá trị−

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song , ở giữa

có 1 lớp cách điện gọi là điện môi nh tụ giấy, tụ hoá , tụ gốm.−

Cấu tạo tụ hoá

Hình dáng của tụ trong thực tế:

Vẽ ký hiệu của tụ

điện

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của

tụ đệni)

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cấu tạo của

tụ điện)

Thuyết trình

Vẽ hình, giải thích cách đọc trị

số của tụ điện

lấy ví dụ

Trang 10

c Cách đọc trị số tụ điện

+ Với tụ hoá : Thì giá trị đ ợc ghi trực tiếp lên thân tụ−

Tụ hoá có phân cực và luôn có hình trụ

Tụ hoá có phân cực âm d ơng , cực âm đ ợc nghi ngay trên− −

vỏ tụ Tụ hoá có trị số nằm trong(0,47àF-4700àF) và đ ợc sủ−

dụng nhiều trong mạch có tần số thấp và dùng để lọc nguồn

Ví dụ: Tụ ghi: 185àF 320V nghĩa là: Điện dung của tụ là

185àF điện áp cực đại đ a vào tụ là 320V.−

+Tụ giấy , Tụ gốm: có giá trị ghi bằng trị số và là tụ không

phân cực

Cách đọc : Lấy 2 chữ số đầu nhân với 10 mũ số thứ 3

ví dụ : Trên hình ảnh tụ nghi là 470K 220V nghĩa là giá trị =

47 x 104 = 470000pF điện áp cực đại là 220V, chữ J hoặc K là

chỉ sai số 5% hay 10%,ngoài ra trên tụ còn ghi ra trị cực đại của

điện áp đ a vào.−

+Tụ xoay : Dùng để thay đổi giá trị điện dung và đ ợc dùng−

trong cách mạch dò

d Cách đo bằng vạn năng kế:- chọn các thang đo ôm đối với

tụ điện có trị số điện dung lớn chọn thang đo nhỏ và tụ có trị số

điện dung nhỏ chọn thang đo lớn

- Đa 2 que đo vào 2 chân tụ xem kết quả sau đó tráo que đo

xem kết quả

- nếu 2 lần đo sự phóng nạp của tụ tốt vậy tụ còn tốt

- nếu 2 lần đo sự phóng nạp của tụ không có vậy tụ còn xấu

cần phải thay

Thuyết trình

(Vẽ hình, giải thích cách đo tụ

điện bằng vạn năng kế)

Hệ thống lạiG/v:Nguyễn Trờng Thi - 10 -

Trang 11

kiến thức

1 Nêu cách đọc trị số điện trở? Cách mắc điện trở vào mạch

điện?

2 Cấu tạo của tụ điện nh thế nào? Cách đọc trị số của tụ điện?

3 Đo kiểm tra tụ điện?

Bài tập về nhà O3 phút

Đồng Hới, ngày tháng năm 2010

Trởng khoa Ngời thực hiện

Giáo án số 4 Thứ tự tiết thực hiện: 10

- Phân tích đúng trị số cuộn cảm theo quy ớc quốc té

* Kỹ năng: Đo kiểm tra chất lợng cuộn cảm Thay thế đợc các cuộn cảm trong mạch.

* Thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo.

- Phơng tiện dạy học : Bảng, phấn, giáo trình, hình vẽ minh hoạ các linh kiện điện

tử, máy tính, máy chiếu…

Tên: ………

Nội dung kiểm tra: Nêu cách đọc trị số điện trở? Cách mắc điện trở vào mạch điện?

III Bài mới:

Trang 12

thuật , lõi Ferit.

Cuộn dây quấn lõi không khí

Cuộn dây quấn lõi Ferit

Kí hiệu cuộn cảm trong mạch nguyên lý:

L1 là lõi không khí

L2 là lõi Ferit

L3 là lõi điều chỉnh đ ợc−

L4 lõi thép kĩ thuật

2: Các đại l ợng đặc tr ng cho cuộn dây: − −

a Hệ số tự cảm là đại l ợng đặc tr ng cho sức điện động cảm − −

ứng khi có dòng biến thiên chạy qua

kí hiệu là L đơn vị là H(Henri)

L = ( M.4.3,14.n2.S.10-7 ) / l

M là hệ số từ them của vật liệu làm lõi

l là số vòng dây trong 1 m chiều dài

S là diện tích của lõi

n là số vòng dây

b Cảm kháng

(Cấu tạo cuộn cảm nh thế nào?)

Thuyết trình

Vẽ các ký hiệutrên sơ đồ

điện ?)

lấy ví dụThuyết trình

lấy ví dụ

Thuyết trình

Các đại l ợng −

đặc tr ng cho − cuộn dây

Đàm thoại

Thuyết trìnhG/v:Nguyễn Trờng Thi - 12 -

Trang 13

là đại l ợng đặc tr ơng cho sự cản trở của cuộn dây khi có − −

c Điện trở thuần : là điện trở trong lòng cuộn dây tiêu thụ điện

năng để sinh ra nhiệt điện trở này có thể đo bằng đồng hồ

d Cách mắc: Cuộn cảm là linh kiện không phân cực nên khi

mắc vào mạch điện ta không cần để ý đến đầu d ơng âm làm −

gì(đầu nào cũng nh đầu nào)−

g Cách đo dùng ôm kế: chọn thang đo thích hợp, chập 2 kim

chỉnh về giá trị 0, đa 2 que đo vào 2 chân cuộn cảm

(Theo em mắc cuộn cảm vào mạch điện nh thế nào?)

Thuyết trình

(Lấy ví dụ về cuộn cảm trong mạch điện)

1 Nêu Công dụng của cuộn cảm? Cách mắc cuộn cảm vào

mạch điện?

2 Cấu tạo của cuộn cảm nh thế nào? Đo kiểm tra cuộn cảm?

Bài tập về nhà phút

Ngày soạn: / / 2010

Thực hiện ngày: / / 2010

Bài giảng: linh kiện bán dẫn

Trang 14

A/ Mục tiêu:

* Kiến thức:- Nắm đợc Khái niệm chất bán dẫn, tiếp giáp p- n

- Phân biệt đợc các linh kiện có công suất nhỏ: điốt; chất bán dẫn loại p,n

* Kỷ năng: Đo kiểm tra chất lợng điốt Thay thế đợc các linh kiện điốt.

* thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo.

- Phơng tiện dạy học : Bảng, phấn, sách, hình vẽ minh hoạ các linh kiện điện t, máytính, máy chiếu…

II Kiểm tra bài cũ: ……….……… ………

Nội dung kiểm tra: Nêu công dụng của cuộn cảm? Cách mắc cuộn cảm vào mạch

điện?

III Bài mới: (Dành thời gian 01 phút ghi đầu bài lên bảng)

I Khái niệm về chất bán dẫn

1 Khái niệm

Chất bán dẫn là chất trung gian giữa chất dẫn điện và chất

cách điện Chất bán dẫn thờng gặp trong kỹ thuật là Gécmany

(Ge), Silíc (Si), Indi (In)…

Vựng năng lượng trong chất bỏn dẫn

Tớnh chất dẫn điện của cỏc vật liệu rắn được giải thớch nhờ lý

thuyết vựng năng lượng Như ta biết, điện tử tổn tại trong

thỏi dừng) Nhưng trong chất rắn, khi mà cỏc nguyờn tử kết

hợp lại với nhau thành cỏc khối, thỡ cỏc mức năng lượng này

bị phủ lờn nhau, và trở thành cỏc vựng năng lượng và sẽ cú ba

vựng chớnh

(Theo em chất bán dẫn nh thế nào?)

Thuyết trình

Vẽ vùng năng ợng trong chất

l-bán dẫn ?)

Thuyết trìnhG/v:Nguyễn Trờng Thi - 14 -

Trang 15

Như vậy, tính dẫn điện của các chất rắn và tính chất của chất

bán dẫn có thể lý giải một cách đơn giản nhờ lý thuyết vùng

năng lượng như sau:

Kim loại có vùng dẫn và vùng hóa trị phủ lên nhau

(không có vùng cấm) do đó luôn luôn có điện tử trên vùng dẫn

vì thế mà kim loại luôn luôn dẫn điện

Các chất bán dẫn có vùng cấm có một độ rộng xác định

Ở không độ tuyệt đối (0 K), mức Fermi nằm giữa vùng cấm,

có nghĩa là tất cả các điện tử tồn tại ở vùng hóa trị, do đó chất

bán dẫn không dẫn điện Khi tăng dần nhiệt độ, các điện tử sẽ

nhận được năng lượng nhiệt (k B T với k B là hằng số

Boltzmann) nhưng năng lượng này chưa đủ để điện tử vượt

qua vùng cấm nên điện tử vẫn ở vùng hóa trị Khi tăng nhiệt

độ đến mức đủ cao, sẽ có một số điện tử nhận được năng

lượng lớn hơn năng lượng vùng cấm và nó sẽ nhảy lên vùng

dẫn và chất rắn trở thành dẫn điện Khi nhiệt độ càng tăng lên,

mật độ điện tử trên vùng dẫn sẽ càng tăng lên, do đó, tính dẫn

điện của chất bán dẫn tăng dần theo nhiệt độ (hay điện trở suất

giảm dần theo nhiệt độ) Một cách gần đúng, có thể viết sự

phụ thuộc của điện trở chất bán dẫn vào nhiệt độ như sau:

với: R0 là hằng số, ΔE g là độ rộng vùng cấm Ngoài ra, tính

dẫn của chất bán dẫn có thể thay đổi nhờ các kích thích năng

lượng khác, ví dụ như ánh sáng Khi chiếu sáng, các điện tử sẽ

hấp thu năng lượng từ photon, và có thể nhảy lên vùng dẫn

nếu năng lượng đủ lớn Đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự

thay đổi về tính chất của chất bán dẫn dưới tác dụng của ánh

sáng (quang-bán dẫn)

ThuyÕt tr×nhvùng cấmvùng nănglượng

§µm tho¹i

ThuyÕt tr×nhDiÓn gi¶i

(LÊy vÝ dô vÒ cuén c¶m trong m¹ch ®iÖn)

ThuyÕt tr×nhPh¸t vÊn

(Theo em chÊt b¸n dÉn lo¹i p

nh thÕ nµo?)

ThuyÕt tr×nh

ThuyÕt tr×nhDiÓn gi¶i

Trang 16

2 Đặc điểm của chất bán dẫn.

- Điện trở của chất bán dẫn giảm khi nhiệt độ tăng và ngợc lại

- Điện trở của chất bán dẫn thay đổi theo độ tinh khiết của chất

bán dẫn do đó nếu pha tạp chất vào trong chất bán dẫn thì có

thể thay đổi đợc điện trở của chất bán dẫn

- Giá trị điện trở của chất bán dẫn thay đổi theo cờng độ

của ánh sáng chiếu vào

3 Các phần tử bán dẫn

Các chất bán dẫn thông dụng

* Chất bán dẫn loại P (Positive)

(Còn đợc gọi là bán dẫn dơng hay bán dẫn lỗ trống)

- Nếu pha vào tinh thể Ge tinh khiết 1 lợng nhỏ In, (chất In có

3 điện tử hoá trị lớp ngoài cùng)

thì sẽ tăng mật độ lỗ trống lên rất nhiều trong mạng tinh thể

- Trong mạng tinh thể Ge - In mỗi nguyên tử

của In liên kết với 4 nguyên tử Ge xung quanh

bằng 3 vòng liên kết, nên còn thiếu 1 điện tử, tức là nó đã d ra

* Chất bán dẫn loại N (Negative)

(Còn đợc gọi là bán dẫn âm hay bán dẫn điện tử)

- Nếu pha vào tinh thể Ge tinh khiết 1 lợng

nhỏ As, (chất As có 5 điện tử hoá trị lớp ngoài cùng) thì sẽ

tăng mật độ điện tử lên rất nhiều trong mạng tinh thể

- Trong mạng tinh thể Ge - As mỗi nguyên tử

của As liên kết với 4 nguyên tử Ge xung quanh

bằng 4 vòng liên kết, nên còn thừa 1 điện tử thứ 5 liên kết yếu

ớt với hạt nhân và dẽ dàng tách ra khỏi liên kết Vậy điện tử

này là do có sự pha trộn của tạp chất

- Chất bán dẫn có mật độ điện tử nhiều hơn hẳn mật độ lỗ trống

nên chất bán dẫn này gọi là chất bán dẫn điện tử

(Theo em chất bán dẫn loạiNnh thế nào?)

Mạng tinh thể

Ge - As Thuyết trìnhDiển giải

Vẽ cấu tạoG/v:Nguyễn Trờng Thi - 16 -

Điện tử

Trang 17

- Điốt có cấu tạo gồm 2 miếng bán dẫn loại P và N ghép lại với

nhau ở giữa 2 chất bán dẫn hình thành lớp tiếp giáp P - N ở

điều kiện bình thờng thì lớp tiếp giáp nh hàng rào ngăn cách

không cho điện tử và lỗ trống tái hợp với nhau

- ở hình vẽ kí hiệu quy ớc: đầu P của miếng ghép gọi là Anốt

(A), đầu N của miếng ghép gọi là Katốt (K)

Lớp tiếp giáp

2.Nguyên tắc hoạt động của Diôt: Điot chỉ cho dòng chạy từ A

đến K chứ không cho dòng chạy ng ợc lại−

VI Câu hỏi, bài tập.

1 Nêu Đặc điểm của chất bán dẫn?

2.Chất bán dẫn loại P (Positive)

3 Chất bán dẫn loại N (Negative)

4 Tiếp giáp P - n; điôt tiếp mặt

Bài tập về nhà phút

Trang 18

* Kiến thức:- Nắm đợc Cấu tạo, phân loại và các ứng dụng cơ bản của điốt

- Phân biệt đợc các loại điốt thông dụng

* Kỷ năng: Đo kiểm tra chất lợng điốt Thay thế đợc các linh kiện điốt.

* thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo lám chủ kiến thức.

- Phơng tiện dạy học : Bảng, phấn, sách, hình vẽ minh hoạ các linh kiện điện t…

II.Kiểm tra bài cũ:

Nội dung kiểm tra: Nêu Đặc điểm của chất bán dẫn?

I điôt nắn điện

1 Cấu tạo

- Điốt có cấu tạo gồm 2 miếng bán dẫn loại P và N ghép lại với

nhau ở giữa 2 chất bán dẫn hình thành lớp tiếp giáp P - N ở

điều kiện bình thờng thì lớp tiếp giáp nh hàng rào ngăn cách

không cho điện tử và lỗ trống tái hợp với nhau

- ở hình vẽ kí hiệu quy ớc: đầu P của miếng ghép gọi là Anốt

(nêu cấu tạo của điốt nh thế nào?)

D

D1 DIODE

Trang 19

(A), đầu N của miếng ghép gọi là Katốt (K).

2.Nguyên tắc hoạt động của Diôt: Điot chỉ cho dòng chạy từ

A đến K chứ không cho dòng chạy ng ợc lại−

Đối với Điot bình th ờng thì Katot là đầu sơn trắng còn lại là −

Anot

3 ứng dụng của điốt

* Mạch chỉnh lu một pha, nửa chu kỳ

* mạch chỉnh lu 2 nửa chu kỳ, hình cầu

Thuyết trình

vẽ các mạch ứngdụng

Nêu nguyên lý làm việc

Đàm thoại

(Lấy ví dụ về

điốt trong mạch

điện)

Trang 20

P N P N

D1 ZENER

- Điốt Zener có cấu tạo giống Điốt thờng nhng các chất bán dẫn

đợc pha tạp chất với tỷ lệ cao hơn điốt thờng Điốt zener thờng

đợc sử dụng trong các mạch ổn áp

- ứng dụng :Mạch ổn áp song song dùng Điốt zener

III Điốt phát quang (LED)

- ở một số chất bán dẫn đặc biệt khi có dòng điện đi qua thì có

hiện tợng phát ra ánh sáng (bức xạ quang)

- Tuỳ theo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu khác nhau

Dựa vào tính chất này ngời ta chế tạo ra các đèn LED khác

nhau

- Ký hiệu:

-ứng dụng:

AK

D1 LED1

IV Điốt biến dung

- Là loại linh kiện bán dẫn 2 cực có chuyển tiếp P - N đợc chế

tạo 1 cách đặc biệt sao cho điện dung của nó thay đổi nhiều

theo điện áp ngợc đặt vào

- ứng dụng: mạch tự động điều chỉnh tần số cộng hởng, trong

các bộ khuếch đại tần số hoặc nhân tần…

- Ký hiệu:

D2 VARACTOR

Thuyết trình

Đàm thoại

Thuyết trình

Đàm thoại

Trang 21

-VTổng kết bài

Nội dung Phơng phápthực hiện gianThời

1 ứng dụng của điốt nắn điện

2 ứng dụng: Mạch ổn áp song song dùng Điốt zener

3 ứng dụng Điốt phát quang

4 ứng dụng Điốt biến dung

Đặt câu hỏi họcsinh trả lời

Nội dung Hình thứcthực hiện gianThờiTìm hiểu các mạch dùng điốt trong các thiết bị điện tử Bài tập về nhà phút

Đồng Hới, ngày tháng năm 2010 Trởng khoa Ngời thực hiện

* Kiến thức:- Nắm đợc Cấu tạo, phân loại và các ứng dụng cơ bản của tranzito BJT

- Phân biệt đợc các loại tranzito BJT thông dụng

* Kỷ năng: Đo kiểm tra chất lợng tranzito BJT Thay thế đợc tranzito BJT.

* Thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo làm chủ kiến thức.

Trang 22

Nội dung kiểm tra: Nêu Đặc điểm, ứng dụng của điốt nắn điện ?

Tranzito bjt

1 Khái niệm : là linh kiện điện tử đ ợc cấu tạo từ các chất−

bán dẫn dung để khuyếch đại tín hiệu

2 Cấu tạo, kí hiệu:

*Gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp

giáp P-N Nếu ghép theo thứ tự PNP

ta có Transitor thuận , Nếu ghép theo thứ tự NPN ta có

Transitor nghich Về phuơng diện cấu

tạo thì Transitor t ơng đ ơng với hai Điode có dấu ng ợc − − −

chiều nhau

C C

Ba lớp đó đ ợc nối thành 3 cực : Lớp giữa gọi là cực gốc kí −

hiệu là B (Base), còn hai lớp bên

ngoài nối thành cực phát E (Emitter) và cực thu là C (Collector)

Cực B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp , còn vùng bán dẫn

E và C có bán dẫn cùng loại (N hay P) nh ng có nồng độ tập−

chất khác nhau nên không hoán vị đ ợc−

* Trong các mạch điện tử thì Tran có hình dạng sau:

3 Nguyên tắc hoạt động của Transitor:

Đối với NPN ta xét hoạt động của Nó theo hình vẽ sau

(nêu cấu tạo của Tranzito nh thế nào?)

Thuyết trình

Vẽ cấu tạo

Diển giải

Thuyết trìnhDiển giả

Thuyết trình

vẽ các mạch nguyên lý làm việc

Trang 23

-Ta cấp nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó cực C

nối với (+) còn cực E nối (-) nh hình vẽ.−

Ta cấp nguồn UBEđi qua công tắc và hạn trở dòng vào hai cực B

và E trong đó (+) vào chân B còn (-) vào chân E

Khi ta mở công tắc ta thấy rằng khi hai cực C và E đã có dòng

điện nh ơng đèn lại không sáng lúc này dòng qua C =0 −

Khi công tắc đóng mối P_N đ ợc phân cực thuận do đó có −

dòng điện chạy từ (+) nguồn UBEqua công tắc rồi qua mối BE về

cực âm tạo thành dòng baso Khi dòng bazơ xuất hiện thì ngay

phải đổi lại cực tính

*Hiện nay trên thị tr ờng phổ biến với 3 loại Transitor với 3 −

hãng sản suất : Nhật Bản , TrungQuốc , Mỹ

+ Nhật Bản thì trên Transitor chữ đầu tiên Th ờng là các chữ −

cái A, B, C, D sau au đó là các số nh D846 , A 564 , C1815, −

B7333 Transitor nào có bắt đầu là chữ cái A , B là transitor

thuận PNP còn Transitor nào có bắt đầu bằng chữ cái C, D là

Transitor nghịch NPN Tran có chữ cái là A , C là Tran có công

suất lớn

Còn B,D là tran có công suất nhỏ và tần số làm việc thấp hơn

+ Mỹ thì khác các Tran sitor thuờng đ ợc bắt đầu bằng 2N ví −

dụ nh : 2N 2222 ; 2N3904 Tran nào có 2 số sau chữ 2N là − …

cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì là NPN Còn ng ợc lại hai số đó −

mà cùng chẵn lẻ khác nhau thì là Transitor PNP Còn một số

loại khác 2N thì cách xác định lại là khác

+ Trung Quốc thì trên Transitor đ ợc bắt đầu bằng số 3 sau đó −

là các chữ cái Trong đó A,B là PNP, còn C,D là NPN còn sau

các chữ cái A, B, C ,D nếu là X,P cho biết Transitor công suất

nhỏ còn sau là A, G là Transitor công suất lớn nh 3CP25, −

3AP20

Qua đó thì ta thấy Transitor công suất nhỏ th ờng bé hơn −

Transitor công suất lớn

+Phôto Transitor là một loại Transitor đặc biệt khi chiếu ánh

sáng vào thì Transitor mở Khi đó điện áp giữa BE là 0,6 V ,

Thuyết trình

Đàm thoại

Thuyết trìnhDiển giảiThuyết trình

Đàm thoại

các mạch tính chất của Transitor

57 phút

Trang 24

CE là 0,2 V

* Cách xác định chân cho Transitor:

Hiện nay trên thị tr ờng có rất nhiều loại transitor và chủng −

loại của chúng thì vô cùng phong phú sau đây mình sẽ h ớng −

VTổng kết bài

1 Cấu tạo, kí hiệu ?

2 Nguyên tắc hoạt động của Transitor?

3 ứng dụng của Transitor?

4 Các mạch tính chất của Transitor?

5 phút

Nội dung Hình thứcthực hiện gianThờiTìm hiểu các mạch dùng Transitor? Bài tập về nhà 1phút

Trang 25

-Bài giảng: linh kiện bán dẫn

Tranzito trờng (MosFet ) A/ Mục tiêu:

* Kiến thức:- Nắm đợc Cấu tạo, phân loại và các ứng dụng cơ bản của tranzito trờng

- Phân biệt đợc các loại tranzito trờng thông dụng

* Kỷ năng: Đo kiểm tra chất lợng tranzito BJT Thay thế đợc tranzito trờng.

* thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo làm chủ kiến thức.

Nội dung kiểm tra: Nêu Đặc điểm, ứng dụng của Transitor?

III Bài mới:

Tranzito trờng (MosFet )

1 Khái niệm

Mosfet là Transitor có hiệu ứng tr ờng là một con điện tử có −

cấu tạo và hoạt động khác so với loại Transitor thông thuờng có

nguyên tắc hoặt động dựa trên hiệu ứng tr ờng là linh kiện có −

trở kháng vào lớn dùng để khuyếch đại tín hiệu yếu và đ ợc sử−

dụng nhiều trong Tivi và nguồn máy tính

2 Cấu tạo, kí hiệu:

Trong các mạch điện nguyên lí Mosfet đ ợc kí hiệu nh sau:− −

Qua đó ta thấy Mosfet cũng có 3 cực nh Transitor −

Trang 26

Cấu tạo của Mosfet kênh N

G gọi là Gate là cực cổng và cũng là cực điều khiển

D là Drain là cực máng

S là Source là cực nguồn

Mosfet có điện trở Giữa cực G và S và giữa c c G và D là vô −

cùng lớn Còn điện trở giữa cực D và S còn phụ thuộc vào điện

áp chênh lệch giữa G và S Khi điện áp UGS =0 thì điện trở giữa

D vá S là rất lớn Khi điện áp UGS >0 do hiệu ứng từ tr ờng −

làm cho điện trở DS giảm , còn điện áp GS mà càng lớn thì điện

trở DS càng nhỏ

3 Nguyên tắc hoặt động của Transitor trờng (Mosfet)

Ta cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào 2 cực D

và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ng ợc ) Ta thấy−

bóng đèn không sáng nghía là không có dòng điện chạy qua

DS Khi công tắc K1 đóng nguùon UG cấp vào hai cực GS làm

điện áp GS >0 thì đèn sáng Độ sáng của dèn còn phụ thuộc vào

mức điện áp đ a vào cực G−

Đối với kênh P thì điện áp đ a vào G là điện áp (-)−

Đối với kênh N thì điện áp đ a vào G là điện áp d ơng− −

Trên thị truờng Mosfet cũng có nhiều loại với mỗi loại điện áp

Đàm thoại

vẽ các mạch ứng

90 phút

Trang 27

-Mặt cắt ngang của một tranzito NMOS

Hoạt động của MOSFET cú thể được chia thành ba chế độ

khỏc nhau tựy thuộc vào điện ỏp trờn cỏc đầu cuối Với

Trong cỏc ạ ch sm ố thỡ cỏc tranzito chỉ hoạt động trong chế độ

cut-off và triode Chế độ bóo hũa chủ yếu được dựng trong cỏc

ứng dụng m ạ ch t ươ ng t ự

4 Cách xác định chân của Transitor trờng (Mosfet )

Không giống nh Transitor chân của Mosfet đ ợc quy định − −

chung là G là ở bên trái, D là ở giữa , S là bên phải theo hình vẽ

ví dụ: 2SK3522 chụi đ ợc điện áp 15A và công suất 40W−

dụng

Cách xác định chân của Mosfet

38 phút

VTổng kết bài

1 Cấu tạo, kí hiệu ?

2 Nguyên tắc hoạt động của Transitor tr ờng?−

3 ứng dụng của Transitor tr ờng?−

5 phút

Nội dung Hình thứcthực hiện gianThờiTìm hiểu các mạch dùng Transitor tr ờng?− Bài tập về nhà 1phút

Trang 28

* Kiến thức:- Nắm đợc Cấu tạo, nguyên lý làm việc và các ứng dụng cơ bản của

Diac, scr, triac

- Phân biệt đợc Diac, scr, triac thông dụng

* Kỷ năng: Đo kiểm tra chất lợng Diac, scr, triac thông dụng.Thay thế vào trong

mạch điện

* thái độ: Nghiêm túc phát huy tính tích cực, sáng tạo làm chủ kiến thức.

Nội dung kiểm tra: Nêu Đặc điểm cấu tạo, kí hiệu ?

III Bài mới:

1 Triac

a Cấu tạo, kí hiệu, công dụng

* Cấu tạo * kí hiệu

• Triac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp nh hình vẽ và đợc

nối ra ba chân, hai chân A1, A2 và chân điều khiển (G)

• Về nguyên lí cấu tạo, triac có thể coi nh hai tiristor ghép

song song nhng ngợc chiều nhau.

Trang 29

-Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay

chiều

b Nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật

* Nguyên lí làm việc

Khi cực G và A2 có điện thế âm hơn so với A1 thì triac mở Cực

A1 đóng vai trò anôt, còn cực A2 đóng vai trò catôt

Dòng điện đI từ A1 về A2

Khi cực G và A2 có điện thế dơng hơn so với A1 thì triac mở

Cực A2 đóng vai trò anôt, còn cực A1 đóng vai trò catôt

• Điac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp nh hình vẽ và đợc

nối ra hai chân A1, A2

• Về nguyên lí cấu tạo, Điac có thể coi nh hai tiristor ghép

song song nhng ngợc chiều nhau Nhng không có cực

Đàm thoạiDiển giảiThuyết trình

Nêu Số liệu kĩ thuật

Vẽ cấu tạo

Diển giải

Thuyết trình

57 phút

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	2,9 MB

Giáo án kỹ thuật điện tử

Cách xác định chân của Transitor trờng (Mosfet)

Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc