Giáo án môn Vật lý lớp 11 bài 30

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I. MỤC TIÊU Thực hiện được các câu hỏi: + Chất bán dẫn là gì? Nêu những đặc điểm của chất bán dẫn + Hai loại hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì? Lỗ trống là gì? II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: + Chuẩn bị hình 17.1 và bảng 17.1 sgk ra giấy to. + Chuẫn bị một số linh kiện bán dẫn thường dùng như điôt bán dẫn, tranzito, LED, … Nếu có linh kiện hỏng thì bóc vỏ ra để chỉ cho học sinh xem miếng bán d ẫn ở linh kiện ấy. 2. Học sinh: Ôn tập các kiến thức quan trọng chính: + Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại. + Vài thông số quan trọng của kim loại như điện trở suất, hệ s ố nhiệt đi ện tr ở, mật độ electron tự do. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các đại lượng đặc trưng cho tính dẫn diện của môi trường chân không. Bản chất dòng điện trong chân không. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu chất bán dẫn và tính chất. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản I. Chất bán dẫn và tính chất Yêu cầu học sinh cho biết Cho biết tại sao có những Chất bán dẫn là chất có điện trở tại sao gọi là chất bán dẫn. chất được gọi là bán dẫn. suất nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và chất điện môi. Giới thiệu một số bán dẫn Ghi nhận các vật liệu bán Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu là thông dụng. dẫn thông dụng, điển hình. gecmani và silic. Giới thiệu các đặc điểm Ghi nhận các đặc điểm của + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của bán dẫn tinh khiết và bán bán dẫn tinh khiết và bán dẫn của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất dẫn có pha tạp chất.. có pha tạp chất. lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm. + Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp chất. + Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác. Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu hạt tải điện trong chất bán d ẫn, bán d ẫn loại n và bán dẫn loại p. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p Giới thiệu bán dẫn loại n Ghi nhận hai loại bán dẫn. 1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại và bán dẫn loại p. p Yêu cầu học sinh thử nêu Nêu cách nhận biết loại bán Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là cách nhận biết loại bán dẫn. dẫn. bán dẫn loại n. Bán dẫn có hạt tải Giới thiệu sự hình thành điện dương gọi là bán dẫn loại p. electron dẫn và lỗ trống Ghi nhận sự hình thành 2. Electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết. electron dẫn và lỗ trống trong Chất bán dẫn có hai loại hạt tải Yêu cầu học sinh nêu bản bán dẫn tinh khiết. điện là electron và lỗ trống. chất dòng điện trong bán Nêu bản chất dòng điện Dòng điện trong bán dẫn là dòng dẫn tinh khiết. trong bán dẫn tinh khiết. các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng Giới thiệu tạp chất cho và các lỗ trống chuyển động cùng sự hình thành bán dẫn loại Ghi nhận khái niệm. chiều điện trường. n. 3. Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto) Yêu cầu học sinh giải thích Giải thích sự tạo nên + Khi pha tạp chất là những sự tạo nên electron dẫn của electron dẫn của bán dẫn nguyên tố có năm electron hóa trị bán dẫn loại n. loại n. vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh Giới thiệu tạp chất nhận thể một electron dẫn. Ta gọi chúng và sự hình thành bán dẫn Ghi nhận khái niệm. là tạp chất cho hay đôno. Bán dẫn loại p. có pha đôno là bán dẫn loại n, hạt tải điện chủ yếu là electron. Yêu cầu học sinh thực Thực hiện C1. + Khi pha tạp chất là những hiện C1. nguyên tố có ba electron hóa trị vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chasats này nhận một electron liên kết và sinh ra một lỗ trống, nên được gọi là tạp chất nhận hay axepto. Bán dẫn có pha axepto là bán đãn loại p, hạt tải điện chủ yếu là các lỗ trống. Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hiểu lớp chuyển tiếp p-n. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản III. Lớp chuyển tiếp p-n Giới thiệu lớp chuyển Ghi nhận khái niệm. Lớp chuyển tiếp p-n là chổ tiếp xúc tiếp p-n. của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên 1 tinh thể bán dẫn. Ghi nhận khái niệm. 1. Lớp nghèo Giới thiệu lớp nghèo. Giải tích tại sao ở lớp Ở lớp chuyển tiếp p-n không có Yêu cầu học sinh giải chuyển tiếp p-có rất ít các hoặc có rất ít các hạt tải điện, gọi là tích tại sao ở lớp chuyển hạt tải điện. lớp nghèo. Ở lớp nghèo, về phía bán tiếp p-có rất ít các hạt tải dẫn n có các ion đôno tích điện điện. Thực hiện C2. dương và về phía bán dẫn p có các Yêu cầu học sinh thực ion axepto tích điện âm. Điện trở của hiện C2. lớp nghèo rất lớn. Ghi nhận khái niệm. 2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ Giới thiệu sự dẫn điện yếu từ p sang n. Ta gọi dòng điện qua chủ yếu theo một chiều lớp nghèo từ p sang n là chiều thuận, của lớp chuyển tiếp p-n. chiều từ n sang p là chiều ngược. Ghi nhận hiện tượng. 3. Hiện tượng phun hạt tải điện Khi dòng điện đi qua lớp chuyển Giới thiệu hiện tượng tiếp p-n theo chiều thuận, các hạt tải phun hạt tải điện. điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện. Đó sự phun hạt tải điện.