Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn
Mục Lục
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 17 : Dòng điện trong chất bán dẫn giúp HS giải bài tập, nâng cao năng lực tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành những khái niệm và định luật vật lí :
C1 trang 103 SGK: So sánh điện trở suất của germani tinh khiết, germani pha tạp gali với tỉ lệ 10-6% và 10-3% ở nhiệt độ phòng với điện trở suất ủa kim loại.
Trả lời:
So sánh điện trở suất của germani pha tạp gali ở những nồng độ khác nhau ở nhiệt độ phòng với điện trở suất của những sắt kẽm kim loại .
| Nồng độ tạp | 0% | 10-6% | 10-3% | Kim loại |
| Điện trở suất (ω.m) | 0,5 | 0,01 | 10-4 | 10-8 |
Vậy ở nhiệt độ phòng, điện trở suất của germani tinh khiết > germani pha tạp gali với tỉ lệ 10-6 % > germani pha tạp gali với tỉ lệ 10-3 % > điện trở suất của sắt kẽm kim loại .
C2 trang 103 SGK: Vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có ion dương và ion âm?
Trả lời:
• Tại lớp chuyển tiếp p-n, có sự khuếch tán êlectron từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p và khuếch tán lỗ trống từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n .
• Khi êlectron gặp lỗ trống, chúng link và một cặp êlectron và lỗ trống biến mất. Ở lớp chuyển tiếp p-n hình thành lớp nghèo ( không có hạt tải điện ) .
• Khi đó, ở hai bên lớp nghèo, về phía bán dẫn n có những ion đôno tích điện dương, còn về phía bán dẫn loại p có những axepto tích điện âm. Điện trở của những lớp nghèo rất lớn .
C3 trang 105 SGK: Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền n mỏng kẹp giữa hai miền p có thể gọi là tranzito được không?
Trả lời:
Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền n mỏng dính kẹp giữa hai miền p hoàn toàn có thể gọi là tranzito p-n-p .
Bài 1 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Tính chất điện của bán dẫn và kim loại khác nhau như thế nào?
Lời giải:
Bài 2 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Điểm khác nhau chính giữa nguyên tử đôno và axepto đối với silic là gì?
Lời giải:
Điểm khác nhau chính giữa nguyên tử đôno và axepto so với silic là :
• Nguyên tử đôno là những nguyên tử thuộc nhóm 5 trong bảng phân loại tuần hoàn như P, As, … Khi pha tạp chất và tinh thể silic, chúng chỉ dùng bốn điện tử hóa trị link với bốn nguyên tử silic lân cận ; Còn điện tử hóa trị thứ năm hoạt động khá tự do và thuận tiện trở thành điện tử dẫn .
=> Tạp chất đôno sinh ra êlectron dẫn mà không sinh ra lỗ trống .
• Nguyên tử axepto là những nguyên tử thuộc nhóm 3 trong bảng phân loại tuần hoàn như B, Al, …. Khi pha tạp vào tinh thể silic, chúng chỉ có ba điện tử hóa trị link với bốn nguyên tử silic lân cận ; vì thế, chúng phải lấy một nguyên tử của nguyên tử silic khác để tạo thành bốn link và sinh ra một lỗ trống .
=> Tạp chất axepto sinh ra lỗ trống mà không sinh ra êlectron tự do .
Bài 3 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Mô tả cách sinh ra êlectron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết, bán dẫn n và p?
Lời giải:
Minh họa bằng hình 17.1
• Bán dẫn tinh khiết :
Ở nhiệt độ thấp, những êlectron link tương đối yếu với những ion của nó. Khi tăng nhiệt độ, những êlectron có động năng đủ lớn bứt khỏi link và tạo thành êlectron dẫn. Chừa lại một chỗ trống tương tự với hạt tải điện mang điện tích dương gọi là lỗ trống => > Mật độ hạt tải điện là êlectron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau .
• Bán dẫn loại n :
Bán dẫn loại n được tạo thành do pha tạp những nguyên tố nhóm 5 vào bán dẫn tinh khiết. Ví dụ : trong tinh thể silic, tạp chất P, As, … Khi pha tạp vào tinh thể silic, chúng chỉ dùng bốn điện tử hóa trị link với bốn nguyên tử silic lân cận ; Còn điện tử hóa trị thứ năm hoạt động khá tự do và thuận tiện trở thành điện tử dẫn .
=> Tạp chât đôno sinh ra êlectron dẫn mà không sinh ra lỗ trống .
=> hạt tải điện cơ bản (đa số) là êlectron, hạt tải điện không cơ bản ( thiểu số) là lỗ trống. Mật độ hạt tải êlectron rất lớn, lớn hơn mật độ lỗ trống.
• Bán dẫn loại p :
Bán dẫn loại p được tạo thành do pha tạp những nguyên tố hóa trị 3 và bán dẫn tinh khiết. Ví dụ : Trong tinh thể silic tạp là B, Al, … Khi pha tạp vào tinh thể silic, chúng chỉ có ba điện tử hóa trị link với bốn nguyên tử silic lân cận. Vì vậy, chúng phải lấy một điện tử của nguyên tử silic khác để tạo thành bốn link và sinh ra một lỗ trống .
=> Tạp chất axepto sinh ra lỗ trống mà không sinh ra êlectron tự do .
=> hạt tải điện cơ bản ( đa phần ) là lỗ trống, hạt tải điện không cơ bản ( thiểu số ) là êlectron. Mật độ hạt tải êlectron rất nhỏ, nhỏ hơn tỷ lệ lỗ trống .
Bài 4 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều nào?
Lời giải:
Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều từ p sang n .
Bài 5 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Khi nào thì một lớp bán dẫn p kẹp giữa hai lớp bán dẫn n trên một đơn tinh thể được xem là một tranzito n-p-n?
Lời giải:
Một lớp bán dẫn p kẹt giữa hai lớp bán dẫn n trên một đơn tinh thể được xem là một tranzito n-p-n khi bề dày của lớp p rất nhỏ hơn bề dày của hai lớp n kệp hai bên nó .
Bài 6 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Phát biểu nào dưới đây là chính xác?
Người ta gọi silic là chất bán dẫn vì
A.nó không phải là sắt kẽm kim loại, cũng không phải là điện môi .
B.hạt tải điện trong đó thành viên là êlectron và lỗ trống .
C.điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và những tác nhân ion hóa khác .
D.Cả ba nguyên do trên .
Lời giải:
Người ta gọi silic là chất bán dẫn vì :
* Nó không phải là sắt kẽm kim loại, cũng không phải là điện môi .
* Hạt tải điện trong đó hoàn toàn có thể là êlectron và lỗ trống .
* Điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và tác nhân ion hóa khác .
Đáp án : D
Bài 7 (trang 106 SGK Vật Lý 11): Phát biểu nào dưới đây về tranzito là chính xác
A. Một lớp bán dẫn p kẹp giữa hai lớp bán dẫn n là một tranzito n-p-n .
B. Một lớp bán dẫn n mỏng dính kẹp giữa hai lớp bán dẫn p không hề xem là một tranzito .
C. Một lớp bán dẫn p mỏng mảnh kẹp giữa hai lớp bán dẫn n luôn có năng lực khuếch đại .
D. Trong tranzito n-p-n, khi nào tỷ lệ hạt tải điện miền êmitơ cũng cao hơn miền bazơ .
Lời giải:
Phát biểu dưới đây về tranzito là chính xác: trong tranzito n-p-n, bao giờ mật độ hạt tải điện miền êmitơ cũng cao hơn miền bazơ.
Đáp án : D
Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Tử
