Chất bán dẫn là gì? Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên các chất bán dẫn như thế nào?
Chất bán dẫn được xem như một đề tài được bạn đọc chăm sóc khá nhiều. Đặc biệt những yếu tố tương quan đến thực chất dòng điện và dòng lưu thông những hạt tải điện trong những chất bán dẫn lúc bấy giờGali arsenide, germani và silicon, pin nguồn năng lượng mặt trời ; diot đều là những chất bán dẫn thông dụng tiềm tàng trong đời sống sản xuấtHoặc ví dụ trên những điện thoại thông minh, máy tính, thiết bị truyền hình tivi, radio … .. có hàng triệu ; thậm chí còn hãng tỷ bóng bán dẫn
Mục Lục
Chất bán dẫn là gì
Chất bán dẫn hay còn gọi là bóng bán dẫn tiếng anh người ta gọi semiconductors, một loại hợp chất trung gian sinh ra trong những ứng dụng dẫn điện tích hợp từ những hạt tải điện hoặc cách ly điện .
Chất bán dẫn sống sót 2 dạng : Chất bán dẫn tinh khiết hoặc dạng hợp chấtNgoài ra ; chất bán dẫn cũng được coi như một loại nguyên tố hoá học sống sót dạng tinh thể rắn được phong cách thiết kế rất nhiều trong những link kiện điện tử lúc bấy giờ như chất bán dẫn điốt, mạch ic, điện trở hoặc bóng bán dẫn
Chất dẫn điện là gì
Chất dẫn điện tất cả chúng ta hiểu nôm na là một chất hoàn toàn có thể ở tinh thể lỏng – rắn hoặc khí tạo thành một khối link với nhau trải qua những thành phần electron có tính năng truyền tải dòng điện
Ví dụ đơn thuần về những chất dẫn điện như nước, sắt, thép, đồng …. Đều là những chất dẫn điện hạng sang mà tất cả chúng ta thường thấy. Và tỷ suất dẫn điện nhanh chậm mạnh yếu còn phải phụ thuộc vào vào những tiền tố tạo nên chúng
Chất cách điện là gì
Chất cách điện cũng là một loại tinh chất hoặc hợp chất sống sót ở dạng tinh thể lỏng – rắn hoặc khí có năng lực phân ly dòng điện 100 % không cho nó truyền tảiVí dụ những loại chất cách điện tất cả chúng ta thường thấy như gốm sứ, những loại nhựa, găng tay bằng nhựa, xăng dầu …. Chúng đều là những dạng hợp chất tinh thể cách ly dòng điện trọn vẹn
Chất bán dẫn có các tính chất nào
Câu hỏi đặt ra : ” Chất bán dẫn có những đặc thù gì ? ”Đáp án :Đặc điểm của chất bán dẫn là có năng lực dẫn điện mạnh hoặc yếu. Và độ dẫn mạnh yếu đổi khác tuỳ thuộc vào việc chất tạo chất bán dẫn có kèm những tạp chất khác, dòng điện, điện áp hoặc những tia sáng phản chiếuĐộ dẫn điện trong chất bán dẫn giao động 10 5 đến 10 – 6 ohm / mChất bán dẫn có đặc thù bảo toàn điện năng. Tức là năng lực thất thoát nguồn điện năng không đáng kể, rất nhỏ. Điện trở trong chất bán dẫn luôn tỷ suất nghịch với nhiệt độ .Cụ thể điện trở giảm khi và chỉ khi nhiệt độ tăng ; điện trở trong chất bán dẫn tăng lên trong trường hợp lượng nhiệt giảm
Hệ số nhiệt độ điện trở luôn âm và mức điện trở suất sống sót trong những chất bán dẫn luôn trong khoảng chừng 10 – 5 đến 10 6 ΩmĐối với điện trở suất tích hợp trong những chất bán dẫn nếu tất cả chúng ta quan tâm sẽ thấy so với chất dẫn điện được làm từ chất bán dẫn sẽ có điện trở suất luôn lớn hơn chất dẫn điện và nhỏ hơn những chất cách điệnTuỳ vào những ứng dụng đơn cử để tạo ra chất bán dẫn tinh khiết hoặc chất bán dẫn pha lẫn tạp chất. Ví dụ những chất bán dẫn phong cách thiết kế trong những mạch điện dùng chuyển hoá nguồn năng lượng, trung gian chuyển mạch hoặc khuếch đại thì luôn kèm tạp chất
Hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì ?
Hạt tải điện trong chất bán dẫn là những tinh thể sống sót sâu trong những chất bán dẫn. chúng là tác nhân dẫn điện chính khi có sự ảnh hưởng tác động của những tác nhân bên ngoài ví dụ như nguồn nhiệtDòng điện trong chất bán dẫn được tạo thành do những electron + lỗ trống quản lý và vận hành
Câu hỏi đặt ra :Tại sao điện trở suất tích hợp trong chất bán dẫn lại nhờ vào vào nhiệt độ ?Đây cũng là sự lý giải về tính độc lạ giữa điện trở suất chất bán dẫn cách điện và chất dẫn điệnĐiểm nhấn ở đây là số lượng những hạt tải điện trong chất bán dẫn. Giả sử nhiệt độ tăng tất yếu số hạt tải điện phất triển mạnh và ngược lại. điều này ảnh hưởng tác động lên thông số nhiệt độ của điện trở trong chất bán dẫnAnh em hoàn toàn có thể thqm khảo thêm những kỹ năng và kiến thức phổ cập chuẩn nhất tại :https://vandieukhien.vn
Ứng dụng của chất bán dẫn là gì
Chất bán dẫn được ứng dụng trong việc sản xuất những loại cảm ứng nhiệt độ công nghiệpTransistor và MOSFET cũng được tạo nên từ hợp chất bán dẫn
Chất bán dẫn còn được tích hợp trong những boar vi mạch, những loại đèn LED, pin mặt trời, những bộ vi giải quyết và xử lý nhằm mục đích tinh chỉnh và điều khiển những phương tiện đi lại quản lý và vận hành như robot, xe máy, oto, những máy móc công nghiệp, những thiết bị găn tủ điện như bộ nguồn, bộ chuyển đổi biến trở, bộ chống nhiễu tín hiệu 4-20 ma … ..
Nguyên lý vận hành các chất bán dẫn
Chất bán dẫn quản lý và vận hành dựa trên nguyên tắc hoạt động giải trí của những nguyên tử electron. Các electron tạo một mạng lưới link ngặt nghèo. Nhiệt độ càng tăng thì lượng electron quản lý và vận hành càng can đảm và mạnh mẽ tạo nên độ dẫn điện tăng dần trong những chất bán dẫn
Đối với những thiết bị điện tử thì những loại bóng bán dẫn này hoạt động giải trí như một con công tắc nguồn đóng ngắt ; mục tiêu chính là tinh chỉnh và điều khiển dòng điện theo chính sách 0 là tắt và 1 là mở .Chỉ khác công tắc nguồn chỗ chất bán dẫn không có những bộ phận chuyển dời trải qua sự điều khiển và tinh chỉnh con người mà là sự quản lý và vận hành của những electron tự do + những lỗ trống
Ưu điểm của các chất bán dẫn
- Sử dụng chất bán dẫn trong chế tạo thiết bị sẽ giúp thời gian vận hành thiết bị được lâu hơn
- Các chất bán dẫn luôn bảo toàn năng lượng điện cho thiết bị, vận hành không rung lắc và không tạo ra tiếng ồn
- Các thiết bị được tích hợp từ các chất bán dẫn có khả năng chống va đập mạnh và được sử dụng linh động do kích thước khá nhỏ
Chất bán dẫn có mấy loại ?
Hiện nay ; có 3 loại chất bán dẫn gồm có :
- Chất bán dẫn tinh khiết
- Chất bán dẫn loại N
- Chất bán dẫn Loại P
Trong đó ; chất bán dẫn loại N và P. được gọi chung là chất bán dẫn tạp chất mà tất cả chúng ta hay gặp như antimon, asen, boron, carbon, germani, selen, silicon, lưu huỳnh và Tellurium. arsenide gali, antimonide indiumVậy câu hỏi đặt ra :
Chất bán dẫn tinh khiết là gì
Chất bán dẫn tinh khiết là một loại bán dẫn được cấu trúc nên từ một loại thành phần duy nhất và mỗi thành phần link 4 electron điện cực tạo nên một dạng link cộng hoá trị mạng lưới sum sêVí dụ :Silicon ( Si ) chính là một loại chất bán dẫn có độ tinh khiết xét về tính dẫn điện trong bóng bán dẫn này luôn luôn cao hơn những vật tư cách điện ( độ dẫn điện yếu hơn rất nhiều so với những sắt kẽm kim loại )
Chất bán dẫn tinh khiết hoạt động giải trí theo nguyên lý sự tác động ảnh hưởng của lượng nhiệt. Tức là khi nhiệt độ tăng electron link sẽ chuyển dời tạo sự va chạm tạo ra những phân tử electron tự do không link faay nên những lỗ trốngSự Open của những lỗ trống tích hợp sự chuyển dời linh động của những thành phần electron tạo nên những hạt mang điện tính âm khí và dương khí với số lượng phủ đều tạo nên quy trình dẫn điện trong chất bán dẫnVí dụ chất bán dẫn tinh khiết như Gecmani, Silicon … đây là những chất bán dẫn thông dụng trong đời sống
Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chất bán dẫn tinh khiết
Ở nhiệt độ tương đối theo nhiệt độ kelvin thì sự link giữa những thành phần trong chất bán dẫn luôn ngặt nghèo khó xảy ra đứt link thành phần nên electron tự do sẽ không Open tạo nên một loại chất bán dẫn không dẫn điện
Hình ảnh trên diễn đạt khi có sự tác động ảnh hưởng của nhiệt độ vào chất bán dẫn tinh khiết ảnh hưởng tác động đến điện trở sản sinh dòng điện phát sáng đèn. Trong khi ; ánh đầu không có nhiệt độ làm cho bóng đèn không sáng do không có dòng điện chạy quaRiêng về thiên nhiên và môi trường nhiệt độ tuyệt đối thì nhiệt độ tăng electron tự do nhảy vào vùng dẫn tích hợp lỗ trống tạo nên chất bán dẫn có độ dẫn điện kém đi. Lý do sự ảnh hưởng tác động của lượng nhiệt gây nên sự ion hoá nguyên tử trong mạng lưới chất bán dẫn
Dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết như thế nào ?
Đối với chất bán dẫn dạng tinh khiết thì tổng dòng điện tổng sản sinh sẽ bằng dòng điện electron phối hợp dòng điện lỗ trống quản lý và vận hành tạo nênCông thức như sau 🙁 I ) = I e + I hTrong đó :
- I dòng điện tổng chất bán dẫn
- I e Dòng điện do electron cọ xát tạo nên
- I h Dòng điện lỗ trống
Chất bán dẫn loại N là gì
Chất bán dẫn loại N hay còn gọi là chất bán dẫn không tinh khiết có khả năng sinh hạt điện tử mang điện tích âm. Đây là sự pha trộn giữa các chất bán dẫn tinh khiết như Gecmani, Silicon với phosphorus, arsenic, antimony, bismuth
Cấu tạo chất bán dẫn N hình thành dựa trên 5 điện tử electron của loại tạp chất trên link với 4 electron của chất bán dẫn tinh khiết điều này sẽ làm cho những ion dương bất động trong khi ion âm lại tăng lên và luân chuyển tuần hoàn
Do vậy ; cấu trúc của chất bán dẫn N nó rất đặc biệt quan trọng vì đây là một link phân tử electron phủ kín nên về nguyên tắc sự link bán dẫn này sẽ làm dư ra 1 electron tự do so với những link khácViệc electron tự do tăng số lượng và chuyển dời luân phiên trong cấu trúc link phân tử của chất bán dẫn N do quy trình tích hợp những tạp chất khi sản xuất làm điện tích âm tăng
Chất bán dẫn loại P là gì
Chất bán dẫn loại P. là từ viết tắt tiếng anh positive Semiconductor có sự tích hợp giữa 3 điện tử electron hoá trị của tạp chất ( B, Al, In, Ga ) với 4 điện tử electron chất bán dẫn tinh khiết tạo nên những hạt điện tử mang điện tích dương ( lỗ trống ) gây nên sự bất động ion âm
Đặc tính của chất bán dẫn loại P. chính là sự ngày càng tăng và quản lý và vận hành những ion dương xung quanh những inox âm cố định và thắt chặt tạo nên một loại chất bán dẫn có tính dẫn điện
So sánh chất bán dẫn N và P
Điểm giống nhau giữa những loại chất bán dẫn N và P. chính là những bán dẫn có đặc thù điện thông qua sự quản lý và vận hành phân tử electron tạo nên dòng điện trong sắt kẽm kim loại và không có đặc thù cách điện, tinh thể tạo nên đa phần là siliconĐiểm độc lạ :
| Chất bán dẫn loại N | Chất bán dẫn loại P |
| Sự gia tăng electron tự do ( Ion âm ) | Sự gia tăng số lượng các lỗ trống ( Ion dương ) |
| 5 điện tử electron hoá trị + 4 điện tử electron tinh khiết | 3 điện tử electron hoá trị + 4 điện tử electron tinh khiết |
Bài tập chất bán dẫn tinh khiết, N, P
So sánh sự khác biệt giữa các loại chất bán dẫn tinh khiết với các chất bán dẫn N,P ?
| Chất bán dẫn tinh khiết | Bán dẫn N-P |
| Hạt điện tử electron bằng số lượng ion dương ( lỗ trống ) | Số lượng điện tử electron lệch so với ion dương ( lỗ trống ) |
| Gần như không có tính năng dẫn điện | Mức độ dẫn điện cao, tuỳ thuộc vào lượng tạp chất |
| Không dung hoà các tạp chất khác | Sự kết hợp tạp chất hoá trị 3, hoá tị 5 với bán dẫn tinh khiết |
| Luôn luôn phụ thuộc vào lượng nhiệt tác động | Phụ thuộc nhiệt độ + lượng tạp chất |
Tìm số hạt tải điện trong chất bán dẫn tinh khiết kích thước như nhau. Biết điện tử electron dẫn là 12*10 25 m 3
Đáp án :Đối với chất bán dẫn tinh khiết thì hạt tải điện ion âm và hạt tải điện ion dương luôn bằng nhau Ne ( Điện tử electron ) = Nh ( lỗ trống ) = 12 * 10 25 m 3Vì vậy công thức tính tổng mât độ hạt tải điện bao trùm trong chất bán dẫn này sẽ bằng Ne + Nh = 12 * 10 25 m 3 + 12 * 10 25 m 3 = 24 * 10 25 m 3Số hạt tải điện trong chất bán dẫn ở thời gian hiện tại sẽ là = ( 24 × 10 25 m 3 ) × ( 10 – 2 m × 10 – 2 m × 10 – 3 m ) = 24 × 10 18
Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ
Đối với những chất bán dẫn thì trong cấu trúc phân làm 2 vùng gồm có vùng dẫn lỗ trống và vùng hoá trịKhi ở nhiệt độ Zero Kelvin người ta đã dẫn chứng được không có những hạt điện tử vùng hoá trị lấn sang vùng dẫnNhưng so với chất bán dẫn ở nhiệt độ phòng thì một số ít hạt điện tử electron tự do sẽ xen kẽ qua vùng dẫnChính thế cho nên ; độ dẫn điện những những chất bán dẫn cũng khác nhau là do một trong những nguyên do trên
Câu hỏi trắc nghiệm thảo luận ví dụ về đặc tính chất bán dẫn
Chất bán dẫn loại P có hạt tải điện chính là gì ?
A : Các hạt điện tử Ion dươngB : Các hạt điện tử ion âmC : Cả A và B
Chất bán dẫn P có đặc điểm nào sau đây
A : Có sự tích hợp tạp chất hoá trị 3 với 4 hạt tử electronB : Sự tích hợp tạp chất 5 hoá trị link với 4 electronC : Cả A và B đều sai
Chất bán dẫn phụ thuộc vào yếu tố nào ?
A : Nhiệt độB : Áp suấtC : Đường đi của electronD : Tất cả đều sai
Silic là kim loại hay phi kim ?
A : Silic là phi kim một loại chất bán dẫn tinh khiết hay còn gọi là siliconB : Là sắt kẽm kim loạiC : Không xác lập
Cấu tạo chất bán dẫn bao gồm :
A : Hạt tử electronB : Các tạp chất hoá trị B, Al, In, Ga, Gecmani, arsenic, antimony, bismuthC : SiliconD : Cả A, B, CNguồn : https://vandieukhien.vn/hat-tai-dien-trong-chat-ban-dan-la-gi
5
/
Xem thêm: Văn bản HĐND – UBND thành phố
5
(
1
bầu chọn
)
Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Tử
