Thuyết trình Dòng điện trong chất bán dẫn

Lý thuyết Dòng điện trong chất bán dẫn hay, chi tiết nhất

Trang trước
Trang sau

• 16 câu trắc nghiệm Dòng điện trong chất bán dẫn cực hay có đáp án
• Trắc nghiệm Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn cực hay có đáp án

Bài giảng: Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn – Cô Nguyễn Quyên (Giáo viên Tôi)

1. Chất bán dẫn và tính chất

– Chất bán dẫn là vật tư trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Chất bán dẫn hoạt động giải trí như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và hoạt động giải trí như một chất dẫn điện ở nhiệt độ cao .
– Nhóm vật tư bán dẫn tiêu biểu vượt trội là silic và gecmani .

Quảng cáo

– Những bộc lộ quan trọng tiên phong của chất bán dẫn :
+ Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, thông số nhiệt điện trở có giá trị âm .
+ Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một chút ít tạp chất .
+ Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị công dụng của những tác nhân ion hóa khác .
Điện trở suất của sắt kẽm kim loại và bán dẫn tinh khiết phụ thuộc vào khác nhau vào nhiệt độ

2. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

Quảng cáo

a) Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

– Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là bán dẫn loại n .
– Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi là bán dẫn loại p .

b) Electron và lỗ trống

– Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống .
– Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng những electron dẫn hoạt động ngược chiều điện trường và dòng những lỗ trống hoạt động cùng chiều điện trường .

c) Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto)

– Khi pha tạp chất là những nguyên tố có năm electron hóa trị vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một electron dẫn. Ta gọi chúng là tạp chất cho hay đôno. Bán dẫn có pha đôno là bán dẫn loại n, hạt tải điện hầu hết là electron .
– Khi pha tạp chất là những nguyên tố có ba electron hóa trị vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chất này nhận một electron link và sinh ra một lỗ trống nên được gọi là tạp chất nhận hay axepto. Bán dẫn có pha axepto là bán dẫn loại p, hạt tải điện hầu hết là những lỗ trống .

3. Lớp chuyển tiếp p n

Lớp chuyển tiếp p n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn .

Quảng cáo

a) Lớp nghèo

– Miền bán dẫn loại p, hạt tải điện đa phần là lỗ trống .
– Miền bán dẫn loại n, hạt tải điện hầu hết là electron tự do .
Tại lớp chuyển tiếp p n electron tự do và lỗ trống trà trộn vào nhau .
– Khi electron gặp lỗ trống ( nơi link thiếu electron ), nó sẽ nối lại link và một cặp electron lỗ trống sẽ biến mất .
– Ở lớp chuyển tiếp p n sẽ hình thành một lớp không có hạt tải điện được gọi là lớp nghèo .

– Ở lớp chuyển tiếp p n, lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương, về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm.

– Điện trở của lớp nghèo rất lớn .

b) Dòng điện chạy qua lớp nghèo

– Nếu đặt một điện trường có khunh hướng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì :
+ Lỗ trống trong bán dẫn p sẽ chạy theo cùng chiều điện trường vào lớp nghèo .
+ Electron trong bán dẫn n sẽ chạy ngược chiều điện trường vào lớp nghèo
– Quy ước :
+ Chiều dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n ( chiều thuận ) .
+ Chiều dòng điện không qua lớp nghèo từ p sang n ( chiều ngược ) .

c) Hiện tượng phun hạt tải điện

– Khi dòng điện đi qua lớp chuyển tiếp p n theo chiều thuận, những hạt tải điện đi vào lớp nghèo hoàn toàn có thể đi tiếp sang miền đối lập. Ta nói có hiện tượng kỳ lạ phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác .
– Các hạt tải điện không hề đi xa quá 0,1 mm vì cả hai miền p và n lúc này đều có electron và lỗ trống nên chúng dễ gặp nhau và biến mất từng cặp .

4. Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn

– Khi có được hai chất bán dẫn loại p và n, nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp p n ta được một điôt bán dẫn .
– Tại mặt phẳng tiếp xúc, những điện tử dư thừa trong bán dẫn n khuếch tán sang vùng bán dẫn p để lấp vào những lỗ trống tạo thành lớp ion trung hòa điện, lớp này là miền cách điện .
– Nhận biết 1 số ít điôt bán dẫn :

5. Tranzito lưỡng cực n p n. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

a) Hiệu ứng tranzito

– Xét tinh thể bán dẫn n1 p n2, những điện cực B, C, E .
Mật độ electron ở n2 >> tỷ lệ lỗ trống ở p .
UBE điện áp thuận, UCE lớn ( 10V )
+ Khi miền p rất dày, n1 và n2 cách xa nhau :
Lớp n1 p phân cực ngược, RCB lớn .
Lớp p n2 phân cực thuận, electron phun từ n2 sang p, không tới được lớp p n1 ; không ảnh hưởng tác động tới RCB .
– Khi miền p rất mỏng dính, n1 và n2 rất gần nhau :
Electron từ n2 phun vào p và lan sang n1 làm cho RCB giảm đáng kể .
Hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm biến hóa điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito

b) Tranziro lưỡng cực n n

– Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng mảnh kẹp giữa hai miền n1 và n2 gọi là tranzito lưỡng cực n p n .
– Tranzito có ba cực :
+ Cực góp hay colectơ, kí hiệu là C .
+ Cực đáy hay cực gốc hoặc bazơ, kí hiệu là B .
+ Cực phát hay emitơ, kí hiệu là E .
a – Mô hình
b – Cấu trúc thực
c Kí hiệu của tranzito n p – n
– Ứng dụng : lắp mạch khuếch đại và khóa điện tử
Xem thêm những phần Lý thuyết Vật Lí lớp 11 Ôn thi THPT Quốc gia hay, cụ thể khác :

Giới thiệu kênh Youtube Tôi

Trang trước
Trang sau