Chất bán dẫn không có tính chất nào sau đây

Bài 17. Dòng điện trong bán dẫn

Đề trắc nghiệm

Câu 1: Phát biểu nào sau đây về đặc điểm của chất bán dẫn là không đúng?

Nội dung chính

• Bài 17. Dòng điện trong bán dẫn
• Đề trắc nghiệm
• Hướng dẫn giải và đáp án
• Câu hỏi mới nhất
• Electron kích thích
• Phát xạ nhẹ
• Độ dẫn nhiệt cao
• Chuyển đổi năng lượng nhiệt
• Hiệu ứng trường (bán dẫn)
• Video liên quan

1. Điện trở suất của chất bán dẫn lớn hơn so với kim loại nhưng nhỏ hơn so với chất điện môi.
2. Điện trở suất của chất bán dẫn giảm mạnh khi nhiệt độ tăng.
3. Điện trở suất phụ thuộc rất mạnh vào hiệu điện thế.
4. Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc nhiều vào các tạp chất có mặt trong tinh thể.

Câu 2: Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là:

1. Dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống ngược chiều điện trường.
2. Dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống cựng chiều điện trường.
3. Dòng chuyển dời có hướng của các electron theo chiều điện trường và các lỗ trống ngược chiều điện trường.
4. Dòng chuyển dời có hướng của các lỗ trống theo chiều điện trường và các electron ngược chiều điện trường.

Câu 3: Ở nhiệt độ phòng, trong bán dẫn Si tinh khiết có số cặp điện tử – lỗ trống bằng 10-13 lần số nguyên tử Si. Số hạt mang điện có trong 2 mol nguyên tử Si là:

A. 1,205. 1011 hạt. B. 24,08. 1010 hạt .
c. 6,020. 1010 hạt. D. 4,816. 1011 hạt .

Câu 4: Câu nào dưới đây nói về phân loại chất bán dẫn là không đúng?

1. Bán dẫn hoàn toàn tinh khiết là bán dẫn trong đó mật độ electron bằng mật độ lỗ trống.
2. Bán dẫn tạp chất là bán dẫn trong đó các hạt tải điện chủ yếu được tạo bởi các nguyên tử tạp chất.
3. Bán dẫn loại n là bán dẫn trong đó mật độ lỗ trống lớn hơn rất nhiều mật độ electron.
4. Bán dẫn loại p là bán dẫn trong đó mật độ electron tự do nhỏ hơn rất nhiều mật độ lỗ trống.

Câu 5: Chọn câu đúng?

1. Electron tự do và lỗ trống đều chuyển động ngược chiều điện trường.
2. Electron tự do và lỗ trống đều mang điện tích âm.
3. Mật độ các hạt tải điện phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, mức độ chiếu sáng.
4. Độ linh động của các hạt tải điện hầu như không thay đổi khi nhiệt độ tăng.

Câu 6: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

1. Cấu tạo của điốt bán dẫn gồm một lớp tiếp xúc p-n.
2. Dòng electron chuyển qua lớp tiếp xúc p-n chủ yếu theo chiều từ p sang n.
3. Tia ca tốt mắt thường không nhìn thấy được.
4. Độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độ tăng.

Câu 7: Điều kiện để có dòng điện là:

1. Chỉ cần vật dẫn điện nối liền với nhau thành mạch điện kín.
2. Chỉ cần duy trì một hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
3. Chỉ cần có hiệu điện thế.
4. Chỉ cần có nguồn điện.

Câu 8: Hiệu điện thế của lớp tiếp xúc p-n có tác dụng:

1. Tăng cường sự khuếch tán của các hạt cơ bản.
2. Tăng cường sự khuếch tán các lỗ trống từ bán dẫn p sang bán dẫn n.
3. Tăng cường sự khuếch tán các electron từ bán dẫn n sang bán dẫn p.
4. Tăng cường sự khuếch tán các electron từ bán dẫn p sang bán dẫn n.

Câu 9: Khi lớp tiếp xúc p-n được phân cực thuận, điện trường ngoài có tác dụng:

1. Tăng cường sự khuếch tán của các không hạt cơ bản.
2. Tăng cường sự khuếch tán các lỗ trống từ bán dẫn n sang bán dẫn p.
3. Tăng cường sự khuếch tán các electron từ bán dẫn n sang bán dẫn p.
4. Tăng cường sự khuếch tán các electron từ bán dẫn p sang bán dẫn n.

Câu 10: Chọn phát biểu đúng.

1. Chất bán dẫn loại n nhiễm điện âm do số hạt electron tự do nhiều hơn các lỗ trống.
2. Khi nhiệt độ càng cao thì chất bán dẫn nhiễm điện càng lớn.
3. Khi mắc phân cực ngược vào lớp tiếp xác p-n thì điện trường ngoài có tác dụng tăng cường sự khuếch tán của các hạt cơ bản.
4. Dòng điện thuận qua lớp tiếp xúc p – n là dòng khuếch tán của các hạt cơ bản.

Câu 11: Những chất nào dưới đây không phải là chất bán dẫn?

A. silic ( S ) B.gecmani ( Ge )
B. lưu huỳnh ( S ) D. Sunfua chì ( PbS )

Câu 12: Chọn phát biểu đúng

1. Điện trở suất của bán dẫn giảm tuyến tính với nhiệt độ
2. Tính dẫn điện của bán dẫn phụ thuộc vào độ tinh khiết của chất bản dẫn
3. Lỗ trống trong chất bán dẫn là hạt dẫn điện mạng điện tích âm
4. Trong điều kiện nhiệt độ thấp, trong chất bán dẫn có nhiều electron tự do

Câu 13: Điều kiện tác động làm xuất hiện cặp electron- lỗ trống trong chất bán dẫn là

A. nhiệt độ của môi trường tự nhiên B. âm thanh
C. ánh sáng thích hợp D. siêu âm

Câu 14: Để tạo ra chất bán dẫn loại n, người ta pha thêm tạp chất, cách pha tạp chất đúng là

A. Ge + As B.Ge + In C. Ge + S D.Ge + Pb

Câu 15: Để tạo ra chất bán dẫn loại p, người ta pha thêm tạp chất, cách pha tạp chất đúng là

A. Si + As B. Si + B C.Si + S D.Si + Pb

Câu 16: Chọn phát biểu đúng khi nói về các hạt tải điện trong chất bán dẫn

1. các hạt tải điện trong chất bán dẫn luôn bao gồm cả electron dẫn và lỗ trống
2. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại p chỉ là chỗ trống
3. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại n chỉ là electron
4. Cả hai loại hạt tải điện gồm electron dẫn và lỗ trống đều mang điện âm

Câu 17: Tính chất của điôt bán dẫn là

A.Chỉnh lưu và khuếch đại B. trộn sóng
c. ổn áp và phát quang D. chỉnh lưu và xê dịch

Câu 18: Tranzito là dụng cụ bán dẫn có ba chân, cấu tạo của nó có số lớp chuyển tiếp là

A. 4 lớp B. 2 lớp C. 3 lớp D. 1 lớp

Hướng dẫn giải và đáp án

Xem tiếp: Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 19. Từ trường

Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »

• 
• 
• 
• 
• 
• Phát biểu nào sau đây là đúng
• 
• 
• 
• 

Xem thêm »

Chất bán dẫn (tiếng Anh: Semiconductor) là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng. Gọi là “bán dẫn” (chữ “bán” theo nghĩa Hán Việt có nghĩa là một nửa), vì chất này có thể dẫn điện ở một điều kiện nào đó, hoặc ở một điều kiện khác sẽ không dẫn điện. Tính bán dẫn có thể thay đổi khi có tạp chất, những tạp chất khác nhau có thể tạo tính bán dẫn khác nhau. Trường hợp hai chất bán dẫn khác nhau được gắn với nhau, nó tạo ra một lớp tiếp xúc. Các tính chất của các hạt mang điện như electron, các ion và lỗ trống điện tử trong lớp tiếp xúc này là cơ sở để tạo nên diode, bóng bán dẫn và các thiết bị điện tử hiện đại ngày nay.

Các thiết bị bán dẫn mang lại một loạt những tính chất có ích như hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh chiều và đường đi của dòng điện theo một hướng khác, đổi khác điện trở nhờ ánh sáng hoặc nhiệt. Vì những thiết bị bán dẫn hoàn toàn có thể đổi khác tính chất trải qua tạp chất hay ánh sáng hoặc nhiệt, nên chúng thường được dùng để lan rộng ra, đóng ngắn mạch điện hay quy đổi nguồn năng lượng .Quan điểm tân tiến người ta dùng vật lý lượng tử để lý giải những tính chất bán dẫn trải qua sự hoạt động của những hạt mang điện tích trong cấu trúc tinh thể. [ 1 ] Tạp chất làm biến hóa đáng kể tính chất này của chất bán dẫn. Nếu người ta pha tạp chất và tạo ra nhiều lỗ trống hơn trong chất bán dẫn người ta gọi là chất bán dẫn loại p, ngược lại nếu tạo ra nhiều electron hoạt động tự do hơn trong chất bán dẫn người ta gọi là chất bán dẫn loại n. Việc pha tỷ suất đúng chuẩn những tạp chất đồng thời tích hợp những loại chất bán dẫn p-n với nhau ta hoàn toàn có thể tạo ra những linh phụ kiện điện tử với tỷ suất hoạt động giải trí đúng chuẩn cực cao .Nguyên tố silicon, germani và những hợp chất của gallium được sử dụng thoáng rộng nhất làm chất bán dẫn trong những linh phụ kiện điện tử. [ 2 ]Ứng dụng thực tiễn tiên phong của chất bán dẫn là vào năm 1904 với máy Cat’s – whisker detector ( tạm dịch là ” máy dò râu mèo ” ) với một diode bán dẫn tinh khiết. Sau đó nhờ việc tăng trưởng của thuyết vật lý lượng tử người ta đã tạo ra bóng bán dẫn năm 1947 và mạch tích hợp tiên phong năm 1958. [ 3 ]

Các tinh thể silic là các vật liệu bán dẫn phổ biến nhất được sử dụng trong vi điện tử và quang điện .
Khoa học vật tư văn minh đã phát hiện ra chất bán dẫn hữu cơ và nó đang có được những ứng dụng trong bước đầu, đó là diode phát quang hữu cơ ( OLED ), pin mặt trời hữu cơ ( Organic solar cell ) và transistor trường hữu cơ ( OFET ) .
Chất bán dẫn ở trạng thái tự nhiên của chúng là chất dẫn điện kém vì dòng điện nhu yếu dòng điện tử và chất bán dẫn có dải hóa trị của chúng được lấp đầy, ngăn ngừa dòng vào của electron mới. Có 1 số ít kỹ thuật được tăng trưởng được cho phép những vật tư bán dẫn hoạt động giải trí giống như vật tư dẫn điện. Những sửa đổi này có hai tác dụng : loại n và loại p. Chúng lần lượt đề cập đến sự thừa hoặc thiếu điện tử. Một số lượng điện tử không cân đối sẽ khiến một dòng điện chạy qua vật tư. [ 4 ]

Dị thể

Các dị thể xảy ra khi hai vật tư bán dẫn pha tạp khác nhau được nối với nhau. Ví dụ, một thông số kỹ thuật hoàn toàn có thể gồm có p-pha tạp và n-pha tạp germanium. Điều này dẫn đến sự trao đổi điện tử và lỗ trống giữa những vật tư bán dẫn pha tạp khác nhau. Germanium pha tạp n sẽ có thừa electron và Germanium pha tạp p sẽ có quá nhiều lỗ trống. Sự quy đổi xảy ra cho đến khi đạt được trạng thái cân đối bởi một quy trình gọi là tái hợp, khiến những electron chuyển dời từ loại n tiếp xúc với những lỗ vận động và di chuyển từ loại p. Một loại sản phẩm của quy trình này là những ion tích điện, dẫn đến hiệu ứng điện trường. [ 4 ] [ 5 ]

Electron kích thích

Sự độc lạ về điện thế trên vật tư bán dẫn sẽ khiến nó rời khỏi trạng thái cân đối nhiệt và tạo ra thực trạng không cân đối. Điều này trình làng những electron và lỗ trống cho mạng lưới hệ thống, tương tác trải qua một quy trình gọi là khuếch tán xung quanh. Bất cứ khi nào cân đối nhiệt bị trộn lẫn trong vật tư bán dẫn, số lượng lỗ trống và điện tử sẽ biến hóa. Sự gián đoạn như vậy hoàn toàn có thể xảy ra do sự chênh lệch nhiệt độ hoặc photon, hoàn toàn có thể xâm nhập vào mạng lưới hệ thống và tạo ra những electron và lỗ trống. Quá trình tạo ra và tự hủy electron và lỗ trống được gọi là thế hệ và tái tổng hợp. [ 4 ]

Phát xạ nhẹ

Trong một số ít chất bán dẫn nhất định, những electron bị kích thích hoàn toàn có thể thư giãn giải trí bằng cách phát ra ánh sáng thay vì tạo ra nhiệt. [ 6 ] Những chất bán dẫn này được sử dụng trong việc sản xuất những diode phát sáng và những chấm lượng tử huỳnh quang .

Độ dẫn nhiệt cao

Chất bán dẫn có tính dẫn nhiệt cao hoàn toàn có thể được sử dụng để tản nhiệt và cải tổ quản trị nhiệt của thiết bị điện tử. [ 7 ]

Chuyển đổi năng lượng nhiệt

Chất bán dẫn có những yếu tố nguồn năng lượng nhiệt điện lớn làm cho chúng hữu dụng trong những máy phát nhiệt điện, cũng như những số liệu nhiệt điện cao làm cho chúng có ích trong những bộ làm mát nhiệt điện. [ 8 ]

Hiệu ứng trường (bán dẫn)

Khi phối hợp hai lớp p-n với nhau điều này dẫn đến việc trao đổi điện tích tại lớp tiếp xúc p-n. Các điện tử từ n sẽ chuyển sang lớp p và ngược lại những lỗ trống lớp p chuyển sang lớp n do quy trình trung hòa về điện. Một loại sản phẩm của quy trình này là làm ion tích điện, tạo ra một điện trường. [ 1 ] [ 9 ]
Tính chất dẫn điện của những vật tư rắn được lý giải nhờ kim chỉ nan vùng nguồn năng lượng. Như ta biết, điện tử sống sót trong nguyên tử trên những mức nguồn năng lượng gián đoạn ( những trạng thái dừng ). Nhưng trong chất rắn, khi mà những nguyên tử phối hợp lại với nhau thành những khối, thì những mức nguồn năng lượng này bị phủ lên nhau, và trở thành những vùng nguồn năng lượng và sẽ có ba vùng chính, đó là :
Cấu trúc năng lượng của điện tử trong mạng nguyên tử của chất bán dẫn. Vùng hóa trị được lấp đầy, trong khi vùng dẫn trống. Mức năng lượng Fermi nằm ở vùng trống năng lượng.

• Vùng hóa trị (Valence band): Là vùng có năng lượng thấp nhất theo thang năng lượng, là vùng mà điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh động.
• Vùng dẫn (Conduction band): Vùng có mức năng lượng cao nhất, là vùng mà điện tử sẽ linh động (như các điện tử tự do) và điện tử ở vùng này sẽ là điện tử dẫn, có nghĩa là chất sẽ có khả năng dẫn điện khi có điện tử tồn tại trên vùng dẫn. Tính dẫn điện tăng khi mật độ điện tử trên vùng dẫn tăng.
• Vùng cấm (Forbidden band): Là vùng nằm giữa vùng hóa trị và vùng dẫn, không có mức năng lượng nào do đó điện tử không thể tồn tại trên vùng cấm. Nếu bán dẫn pha tạp, có thể xuất hiện các mức năng lượng trong vùng cấm (mức pha tạp). Khoảng cách giữa đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị gọi là độ rộng vùng cấm, hay năng lượng vùng cấm (Band Gap). Tùy theo độ rộng vùng cấm lớn hay nhỏ mà chất có thể là dẫn điện hoặc không dẫn điện.

Cấu trúc nguồn năng lượng của điện tử trong mạng nguyên tử của chất bán dẫn. Vùng hóa trị được lấp đầy, trong khi vùng dẫn trống. Mức nguồn năng lượng Fermi nằm ở vùng trống nguồn năng lượng .Như vậy, tính dẫn điện của những chất rắn và tính chất của chất bán dẫn hoàn toàn có thể lý giải một cách đơn thuần nhờ kim chỉ nan vùng nguồn 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 độ không tuyệt đối (0K), 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 { \ displaystyle k_ { B }. T }

  với

  k B { \ displaystyle 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:

R = R 0 exp ⁡ ( Δ E g 2 k B T ) { \ displaystyle R = R_ { 0 } \ exp \ left ( { \ frac { \ Delta E_ { g } } { 2 k_ { B } T } } \ right ) }với : R 0 { \ displaystyle R_ { 0 } } là hằng số, Δ E g { \ displaystyle \ Delta E_ { g } } là độ rộng vùng cấm. Ngoài ra, tính dẫn của chất bán dẫn hoàn toàn có thể biến hóa nhờ những kích thích nguồn năng lượng khác, ví dụ như ánh sáng. Khi chiếu sáng, những điện tử sẽ hấp thu nguồn năng lượng từ photon, và hoàn toàn có thể nhảy lên vùng dẫn nếu nguồn năng lượng đủ lớn. Đây chính là nguyên do dẫn đến sự biến hóa về tính chất của chất bán dẫn dưới tính năng của ánh sáng ( quang-bán dẫn ) .
Chất bán dẫn loại p ( bán dẫn dương ) có tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện đa phần bằng những lỗ trống ( viết tắt cho chữ tiếng Anh positive, nghĩa là dương ). Khi đó, lỗ trống là hạt tải điện cơ bản ( hay hầu hết ), electron là hạt tải điện không cơ bản hay thiểu số ) .Chất bán dẫn loại n ( bán dẫn âm – negative ) có tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm V, những nguyên tử này dùng 4 electron tạo link và một electron lớp ngoài link lỏng lẻo với nhân, đấy chính là những electron dẫn chính. Khi đó, electron là hạt tải điện cơ bản ( hay đá số ), lỗ trống là hạt tải điện không cơ bản ( hay thiểu số ) .Chất bán dẫn không suy biến là chất có nồng độ hạt dẫn không cao, chất bán dẫn có nồng độ tạp chất lớn hơn 1020 nguyên tử / cm³ được gọi là bán dẫn suy biến và có tính chất giống như sắt kẽm kim loại vì thế nó dẫn điện tốt, nguồn năng lượng của hạt dẫn tự do trong chất bán dẫn suy biến không nhờ vào vào nhiệt độ .Có thể lý giải một cách đơn thuần về bán dẫn pha tạp nhờ vào triết lý vùng nguồn năng lượng như sau : Khi pha tạp, sẽ Open những mức pha tạp nằm trong vùng cấm, chính những mức này khiến cho electron thuận tiện chuyển lên vùng dẫn hoặc lỗ trống thuận tiện chuyển dời xuống vùng hóa trị để tạo nên tính dẫn của vật tư. Vì thế, chỉ cần pha tạp với hàm lượng rất nhỏ cũng làm biến hóa lớn tính chất dẫn điện của chất bán dẫn .

• Diode
• Transistor
• MOSFET

• Dẫn điện
• Cách điện
• Siêu dẫn
• Chất bán dẫn hữu cơ

1. ^ a b

   “Feynman, Richard (1963). Feynman Lectures on Physics. Basic Books”.

2. ^

   “”Silicon Semiconductor”. http://call1.epizy.com/. Truy lục 2017-02-15. Liên kết ngoài trong (trợ giúp) |website=”.

3. ^

   “Shockley, William (1950). Điện tử và lỗ trống trong chất bán dẫn: với các ứng dụng cho điện tử bán dẫn. RE Krieger Pub. Công ty ISBN 0-88275-382-7”.

4. ^ a b c

   Neamen, Donald. “Semiconductor Physics and Devices” ( PDF ). Elizabeth A. Jones.

5. ^

   Feynman, Richard (1963). Feynman Lectures on Physics. Basic Books.

6. ^ By Abdul Al-Azzawi. ” Light and Optics : Principles and Practices. ” 2007. ngày 4 tháng 3 năm năm nay .
7. ^

   Kang, Joon Sang; Li, Man; Wu, Huan; Nguyen, Huuduy; Hu, Yongjie (2018). “Experimental observation of high thermal conductivity in boron arsenide”. Science: eaat5522. doi:10.1126/science.aat5522.

8. ^

   “How do thermoelectric coolers (TECs) work?”. marlow.com. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 12 năm 2017 .

9. ^

   “Neamen, Donald. “Vật lý bán dẫn và thiết bị” (PDF). Elizabeth A. Jones”.

   Xem thêm: Chất bán dẫn là gì?Ứng dụng chất bán dẫn trong ngành công nghiệp chip