Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

KÍNH CHÀO QUÍ THẦY CÔ ĐẾN THĂM LỚP
Tập Thể Lớp 11C4
Kiểm tra bài cũ
Chọn đáp án đúng:
a. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do ngược chiều điện trường
b. Môi trường chân không không dẫn điện
c. Trong chất điện phân thì dòng điện là dòng chuyển dời của ion dương
d. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời của các e
Em chọn lại đi
Em học bài cũ chưa?
Em chọn sai rồi
Đúng rồi
Hết giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ở bài trước chúng ta đã nghiên cứu về dòng điện trong kim loại, chất khí, chân không. Hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu tiếp về dòng điện trong một loại chất dẫn điện đặc biệt gọi là bán dẫn
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
Bài: 17
Một số hình ảnh bán dẫn được sử dụng trong đời sống
Bài ngày hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu về những vấn đề sau
I. Chất bán dẫn và tính chất
II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
III. Lớp chuyển tiếp p - n
IV. Điốt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điốt bán dẫn
V. Tranzito lưỡng cực n-p-n. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
I. Chất bán dẫn và tính chất
- Điện trở suất của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi
Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng
- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc vào các tạp chất có mặt trong tinh thể
Kim loại
Bán dẫn
Điện môi
Bán dẫn tinh khiết
KL
p
T
- Điện trở suất của chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng hoặc bị các tác dụng của các tác nhân ion hóa khác
Dựa vào hình vẽ cho biết điện trở suất của chất bán dẫn như thế nào? So với kim loại và điện môi
Dựa vào đồ thị em hãy cho biết điện trở suất của bán dẫn tinh khiết phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?
II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
2. Êlectron và lỗ trống
Si có hóa trị 4, có 4 e ở lớp ngoài cùng
Mỗi nguyên tử Si liên kết với 4 nguyên tử lân cận
Nên xung quanh mỗi nguyên tử có 8 e
=> Liên kết của Si rất bền vững.
1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p:
- Khi hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn mang điện tích âm ta có bán dẫn loại n
- Khi hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn mang điện tích dương ta có bán dẫn loại p
Ở nhiệt độ thấp các e gắn chặt vào nút mạng, không có e tự do => Si không dẫn điện
Khi nhiệt độ tương đối cao
Bên cạnh đó có sự tái hợp nên số lượng e và lỗ trống là bằng nhau ở một nhiệt độ
lỗ trống
e tự do
Sự tái hợp
có sự tạo thành e tự do và lỗ trống
Khi có điện trường ngoài đặt vào :
e chuyển động ngược chiều điện trường
lỗ trống chuyển động theo chiều điện trường
=> Gây dòng điện trong chất bán dẫn
Vậy dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường
E
3. Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto)
* Tạp chất cho (đôno)
P+
Si được pha thêm Photpho, nguyên tử P có 5 e lớp ngoài

Trong bán dẫn có nhiều e hơn lỗ trống => hạt dẫn điện cơ bản là e

=> Bán dẫn được gọi là bán dẫn electron hay bán dẫn loại n
S
B-
* Tạp chất nhận (axepto)

Si được pha thêm Bo (B), nguyên tử B có 3 e lớp ngoài cùng


Số e trong bán dẫn ít hơn số lỗ trống => hạt tải điện cơ bản là lỗ trống


=> Bán dẫn được gọi là bán dẫn lỗ trống hay bán dẫn loại p
4. Lớp chuyển tiếp p – n
a) Sự hình thành lớp chuyển tiếp p – n:
+
+
+
-
-
-
Cho 2 loại bán dẫn p và n tiếp xúc nhau
Lỗ trống và e khuếch tán sang n và ngược lại
Tại mặt phân cách xuất hiện một điện trường trong cản trở dòng khuếch tán của các hạt dẫn điện cơ bản, tăng cường dòng hạt thiểu số.
Sự khuếch tán đạt đến trạng thái cân bằng ổn định
Khi đó ta được lớp tiếp xúc p – n
b) Dòng điện qua lớp chuyển tiếp
-
+
Ing
+
-
It
TH1: khi mắc cực dương của nguồn và bán dẫn loại n.
Et và En cùng chiều nhau, dòng hạt cơ bản bị cản lại hoàn toàn, chỉ có dòng hạt không cơ bản đi qua lớp p – n => Ing rất nhỏ
TH2: mắc cực dương của nguồn vào bán dẫn loại p
En cùng chiều Et, dòng hạt cơ bản được tăng cường, dòng hạt không cơ bản bị chặn lại => It lớn
Như vậy lớp chuyển tiếp p – n có tính chỉnh lưu dòng điện
U
I
c) Đặc tuyến Vôn – ampe của lớp chuyển tiếp p – n
O
Bài tập củng cố.
Chọn phát biểu đúng:
A. Ở nhiệt độ thấp, mọi bán dẫn không có hạt tải điện
B. Bán dẫn tinh khiết dẫn điện ở nhiệt độ cao vì các mối liên kết cộng hóa trị bị phá vỡ.
C. Bán dẫn loại n chỉ dẫn điện bằng e
D. Bán dẫn loại p chỉ dẫn điện bằng lỗ trống
Sai rồi
Cố lên
Chưa đúng
Đúng rồi
Hết giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
xin chào quí Thầy cô