UNI EDUCATION PRESENTATION

Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn

Tổ 3

index

Chất bán dẫn và tính chất

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

II

Lớp chuyển tiếp p-n Điot bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điot bán dẫn

II

IV

Tranzito lưỡng cưc n-p-n. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Chất bán dẫn và tính chất

1 Chất bán dẫn

- Chất bán dẫn là chất có độ bán điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện

- Chất bán dẫn tiêu biểu : gemani và silic

gemani

silic tinh thể

silic vô định hình

2. Tính chất của chất bán dẫn

- Điện trở suất của chất bán dẫn có giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện môi. 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, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm.

- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất.

- Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác.

Sự phụ thuộc của điện trở suất của các chất vào nhiệt độ

II

Hạt tải điện trong chất bán dẫn . Bán dẫn loại và

1. Bán dẫn loại và bán dẫn loại

- Xác định hạt tải điện cơ bản trong bán dẫn mang điện tích gì bằng cách làm cho 2 đầu chất bán dẫn ở nhiệt độ cao vào nhiệt độ thấp, chuyển động nhiệt có xu hướng đẩy hạt tải điện về phía đầu lạnh, nên đầu lạnh sẽ tích điện cùng dấu với hạt tải điện.

+ Bán dẫn n

• Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là bán dẫn loại n.

• Hình thành khi pha lẫn tạp chất hoá trị 5 vào bán dẫn hoá trị 4

VD: Silic pha tạp Photpho(P), Asen(As) hoặc Antimon(Sb)

+ Bán dẫn p

• Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi là bán dẫn loại p.

• Hình thành khi pha lẫn tạp chất hoá trị 3 vào bán dẫn hoá trị 4

VD: Silic pha tạp Bo(B), nhôm(Al), Gali(Ga)

2. 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 các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

3. Tạp chất cho(dono) & 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 chủ yếu 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 liên kết 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 chủ yếu là các lỗ trống.

III

lớp chuyển tiếp p-n

1. Lớp nghèo

- Miền bán dẫn loại p hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống. Miền bán dẫn loại n hạt tải điện chủ yếu là electron tự do

=> Tại lớp chuyển tiếp p-n e tự do và lỗ trống trà trộn vào nhau

Khi electron gặp lỗ trống (là chỗ liên kết bị thiếu electron), nó sẽ nối lại mối liên kết ấy và một cặp electron – lỗ trống sẽ biến mất.

=> Hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo

- Điện trở của lớp nghèo rất lớn

- 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.

2.dòng điện chạy qua lớp nghèo

- Nếu đặt một điện trường có chiều hướng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì:

+ Lỗ trống trong bán dẫn p sẽ chạy theo 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 được lớp nghèo (từ p sang n) là chiều thuận. + Chiều dòng điện không qua lớp nghèo (từ n sang p) là chiều ngược.

3. Hiện tượng phun hạt tải điện

- Khi dòng điện đi qua lớp chuyển tiếp p – n theo chiều thuận, các hạt tải điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện. Ta nói có hiện tượng phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác.

- Các hạt tải điện không thể 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.

+ INFO

IV

Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn

- Điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu vì dòng điện chủ yếu chỉ chạy qua điôt theo chiều từ p sang n nên khi nối nó vào mạch điện xoay chiều, dòng điện cũng chỉ chạy theo một chiều. - kí hiệu :

- Một số loại điôt bán dẫn:

Điôt chỉnh lưu

Điôt phát quang

Điôt ổn áp

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

2. Tranziro lưỡng cực n – p - n

1.Hiệu ứng tranzito

- Tranzito lưỡng cực n – p – n là tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền n1 và n2.

Hiệu ứng tranzito: là hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB.

- Cấu tạo: gồm 3 cực:

• Cực góp hay colecto, kí hiệu C.

• Cực đáy hay cực gốc, hoặc bazo, kí hiệu B.

• Cực phát hay emito, kí hiệu E

Công dụng: khuếch đại tín hiệu điện.

Trò chơi

START

Các vật liệu có điện trở suất giảm mạnh khi tăng nhiệt độ, hoặc pha thêm tạp chất, hoặc bị chiếu sáng hay bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác được

QUESTION 01

A. chất điện phân.

C. chất điện môi

B. chất bán dẫn.

D. kim loại

Hạt tải điện trong chất bán dẫn là

CORRECT!

QUESTION 02

C. electron, ion dương và ion âm.

A. electron và ion dương.

B. lỗ trống và ion âm.

D. electron và lỗ trống.

Đôno là tạp chất:

CORRECT!

QUESTION 03

B. sinh ra lỗ trống mà không sinh ra electron tự do.

D. có mật độ lỗ trống và mật độ electron tự do bằng nhau.

C. sinh ra electron tự do mà không sinh ra lỗ trống.

A. có mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron tự do.

Axepto là tạp chất:

CORRECT!

QUESTION 04

C. có mật độ electron tự do lớn hơn mật độ lỗ trống

A. sinh ra lỗ trống mà không sinh ra electron tự do.

D. có mật độ lỗ trống và mật độ electron tự do bằng nhau.

B. sinh ra electron tự do mà không sinh ra lỗ trống.

CONGRATULATIONS!

START OVER?

NO!

...TRY AGAIN?

Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe