Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

Chào mừng
cô giáo và các bạn!
Dòng điện trong
chất bán dẫn
Phần II
Chất bán dẫn và tính chất
Hạt tải điện trong chất bán dẫn, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
p-n
Lớp chuyển tiếp p-n
Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn
p-n
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của tranzito lưỡng cực n-p-n
p-n
Lớp chuyển tiếp p-n
Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n
Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n
Đặc tuyến Vôn-Ampe của lớp chuyển tiếp p-n
Lớp chuyển tiếp p-n:
a/ Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n
Khi cho 2 mẫu bán dẫn p và n tiếp xúc nhau có sự khuyếch tán:
Từ p sang n: khuyếch tán lỗ trống mang điện dương (do p có mật độ lỗ trống lớn hơn)
Từ n sang p: khuyếch tán electron tự do (do n có mật độ electron lớn hơn)
Kết quả:
Phía n gần chỗ tiếp xúc: không có hạt tải điện tự do, thay bằng ion tạp chất dương => mang điện dương
Phía p gần chỗ tiếp xúc: ion tạp chất âm => mang điện âm
xuất hiện điện trường trong Et hướng từ n sang p ngăn cản khuyếch tán các hạt đa số, tăng dần đến 1 giá trị nào đó thì đạt giá trị ổn định
a/ Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n

Chỗ tiếp xúc giữa 2 loại bán dẫn đã hình thành lớp chuyển tiếp p-n
Ở chỗ tiếp xúc hình thành 1 lớp nghèo hạt tải điện gọi là lớp nghèo
Et
Khi Et đạt giá trị ổn định
Sự khuyếch tán các hạt tải điện
khi hình thành lớp chuyển tiếp p-n?
p
n
Electron
Lỗ trống
b/ Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n
 Trường hợp 1: cực dương nối với bán dẫn p, cực âm nối với bán dẫn n.
n
p
(+)
( - )
E
Ith
 E ngoài hướng từ p sang n: En>>Et tác dụng của Et không đáng kể. Các lỗ trống chuyển động theo chiều En (pn) các e chuyển động ngược chiều En (từ np)
 Qua lớp tiếp xúc có I từ p sang n là dòng điện thuận, U đặt vào là hiệu điện thế thuận
b/ Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n
 Trường hợp 2: cực dương nối với bán dẫn n, cực âm nối với bán dẫn p.
n
p
( - )
(+)
Et
Ing
Do tác dụng của E ngoài hướng từ n sang p cùng hướng Et :chuyển dời của các hạt tải điện đa số bị ngăn cản, qua lớp chuyển tiếp chỉ có dòng các hạt tải điện thiểu số
 Qua lớp tiếp xúc có I từ n sang p là dòng điện ngược, U đặt vào là hiệu điện thế ngược
Kết luận:
Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (từ p sang n) có cường độ lớn
Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (từ p sang n) có cường độ rất nhỏ
Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo 1 chiều, từ p sang n => lớp chuyển tiếp p-n có tính chất chỉnh lưu dòng điện.
c/ Đặc tuyến Vôn-Ampe của lớp chuyển tiếp p-n
Dòng điện thuận có cường độ lớn và tăng nhanh theo hiệu điện thế thuận vì vậy mà phần đồ thị nằm phía trên trục hoành là một đường cong đi lên.
Dòng điện ngược rất nhỏ và ít phụ thuộc vào hiệu điện thế vì vậy mà phần đồ thị phía dưới trục hoanh có thể xem là một đường thẳng nằm ngang.
=> Vì vậy cho nên đặc tuyến vôn-ampe của lớp chuyển tiếp p-n là một đường cong như trên hình vẽ đó
U
Khảo sát sự biến thiên của cường độ dòng điện theo hiệu điện thế, ta có thể thu được đường đặc tuyến vôn ampe của lớp chuyển tiếp p-n như hình bên
Tính chất của lớp chuyển tiếp p-n được ứng dụng trong nhiều dụng cụ bán dẫn như điôt, tranzito
Chất bán dẫn và tính chất
Hạt tải điện trong chất bán dẫn, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
p-n
Lớp chuyển tiếp p-n
Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn
p-n
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của tranzito lưỡng cực n-p-n
Luyện tập
 Bài tập.
Câu 3
Câu 1
Câu 2
Câu 4
Câu 5
Tìm câu đúng:
Trong chất bán dẫn, mật độ electron luôn bằng mật độ lỗ trống .
Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn ñieän càng tốt.
Bán dẫn loại p tích điện dương vì mật độ electron.
lớn hơn mật độ loã troáng
Bán dẫn có điện trở suất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn có 2 loại hạt tải điện trái dấu.
a)
b)
c)
d)
ĐÁP ÁN:
Tìm câu đúng:
Điện trở của lớp chuyển tiếp p – n nhỏ, khi lớp chuyển tiếp được mắc vào nguồn điện theo chiều ngược.
Khi lớp chuyển tiếp p - n hình thành thì luôn có dòng điện chạy theo chiều từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n, do sự khuyếch tán của các hạt tải điện cơ bản mạnh hơn sự khếch tán của các hạt tải địên không cơ bản,.
Nhiệt độ càng cao, tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p - n càng kém.
Khi lớp chuyển tiếp p - n hình thành thì luôn có dòng điện từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p, do điện trường trong lớp chuyển tiếp thúc đẩy chuyển động của các hạt tải điện thiểu số.
a)
b)
c)
d)
ĐÁP ÁN:
Ở nhiệt độ phòng, trong bán dẫn Si tinh khiết, số cặp electrong – lỗ trống bằng 10-13 số nguyên tử Si. Nếu ta pha P vào Si với tỉ lệ một phần triệu, thì số hạt tải địên tăng lên bao nhiêu lần?
5.106 lần
6.105 lần
5,3.105 lần
6,7.106 lần
a)
b)
c)
d)
ĐÁP ÁN:
Câu nào dưới đây nói về phân loại chất bán dẫn là không đúng?
Bán dẫn riêng là bán dẫn hoàn toàn tinh khiết, trong đó mật độ electron tự do bằng mật độ lỗ trống
Bán dẫn tạp chất là bán dẫn trong đó các hạt tải điện chủ yếu được tạo ra bởi các nguyên tử tạp chất
Bán dẫn loại n là bán dẫn trong đó mật độ lỗ trống lớn hơn rất nhiều mật độ electron tự do
Bán dẫn loại p là bán dẫn trong đó mật độ electron tự do nhỏ hơn rất nhiều mật độ lỗ trống.
a)
c)
d)
ĐÁP ÁN:
b)
Câu nào dưới đây nói về chất bán dẫn là không đúng?
Bán dẫn là chất trong đó các electron hoá trị liên kết tương đối chặt với lõi nguyên tử của chúng
Bán dẫn không thể xem là kim loại hay chất cách điện
Trong bán dẫn có hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống
Chất bán dẫn có khe năng lượng rất lớn và rất khó tạo ra các hạt tải điện
a)
b)
c)
d)
ĐÁP ÁN:
Cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi!!!