Bài giảng Dòng điện trong chất bán dẫn

Ảnh bên trình bày các linh kiện bán dẫn: điơt, tranzito, vi mạch. chúng cĩ mặt trong mọi thiết bị điện tử dùng trong đời sống, khoa học, kĩ thuật.117. DỊNG ĐIỆN 2I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT1. CHẤT BÁN DẪN LÀ GÌ?3I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÁN DẪN4Điện trở suất của kim loại, bán dẫn và điện mơi1015Kim loạiBán dẫnĐiện mơiĐiện trở suất của bán dẫn cĩ giá trị trung gian giữa kim loại và điện mơi101010510010-510 -1010205SiSiSiSiSiSiSiSiSiMơ hình mạng tinh thể SilicỞ nhiệt độ thấp, gần 00K,các electron hĩa trị gắn bĩ chặt chẽ với các nguyên tử ở nút mạng => Khơng cĩ các electron tự do6TKim loạiBán dẫn tinh khiếtĐiện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, hệ số nhiệt điện trở cĩ giá trị âm. 07Điện trở suất của Gemani pha tạp Gali ở 3000KTỉ lệ tạp chấtĐiện trở suất0%0.5Ω.m10-6%10-3%10-1 Ω.m10-4 Ω.m8II. HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN, BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p1. Bán dẫn loại n bán dẫn loại pa. Bán dẫn loại nb. Bán dẫn loại p9II. HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN, BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p2. Êlectron và lỗ trống10Silic (Si) cĩ số thứ tự 14 - 1s22s22p63s23p2SiSi11SiSiSiSiSiSiSiSiSiMơ hình mạng tinh thể Silic khi ở nhiệt độ cao.Vậy, ở nhiệt độ cao luơn cĩ sự phát sinh các cặp electron – lỗ trống.Số electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết luơn bằng nhau.12SiSiSiSiSiSiSiSiSiKhi cĩ điện trường đặt vào chất bán dẫnECác electron chuyển động ngược chiều điện trường, các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trừơng => Gây nên dịng điện trong chất bán dẫn.13II. HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN, BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p3. Tạp chất cho ( đơno) và tạp chất nhận (axeptp)14a) Tạp chất cho (đơno):Giả sử trong mạng tinh thể Silic cĩ lẫn một nguyên tử phơtpho (P).SiPElectron liên kết yếu với nguyên tử Phơtpho.P:1s22s22p63s23p315SiPSiSiSiSiSiSi+P+SiSiP+a) Tạp chất cho (đơno):16b) Tạp chất nhận (axepto):Giả sử trong mạng tinh thể Silic cĩ lẫn một nguyên tử Bo (B).B:1s22s22p63s23p1SiBLỗ trống tạo nên do nguyên tử Bo thiếu 1 electron liên kết với 4 nguyên tử Silic lân cận17Mơ hình mạng tinh thể bán dẫn cĩ tạp chất B ( tạp chất axepto):SiBSiSiSiSiSiSiSi-18Tìm câu đúng:Trong chất bán dẫn, mật độ electron luơn bằng mật độ lỗ trống .Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn nhiệt càng tốt.Bán dẫn loại p tích điện dương vì mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron.Bán dẫn cĩ điện trở suất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn cĩ 2 loại hạt tải điện trái dấu.ABCDĐÁP ÁN:19Câu nào dưới đây nĩi về phân loại chất bán dẫn là khơng đúng?Bán dẫn riêng là bán dẫn hồn tồn tinh khiết, trong đĩ mật độ electron tự do bằng mật độ lỗ trống. Bán dẫn tạp chất là bán dẫn trong đĩ các hạt tải điện chủ yếu được tạo ra bởi các nguyên tử tạp chất. Bán dẫn loại n là bán dẫn trong đĩ mật độ lỗ trống lớn hơn rất nhiều mật độ electron tự do.Bán dẫn loại p là bán dẫn trong đĩ mật độ electron tự do nhỏ hơn rất nhiều mật độ lỗ trống. ACDĐÁP ÁN:B20- Bản chất của dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng đồng thời của các electron dẫn và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường.- Khi pha tạp chất vào bán dẫn tinh khiết ta sẽ được bán dẫn loại n hoặc bán dẫn loại p.- Trong bán dẫn loại n hạt mang điện cơ bản là electron.- Trong bán dẫn loại p hạt mang điện cơ bản là lỗ trống.21