Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

ĐIÔT (DIODE)
Các tấm pin quang điện dùng để chuyển năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện gọi là pin mặt trời.
MỘT SỐ LOẠI TRANZITO
1. Định nghĩa chất bán dẫn? Các tính chất điển hình của bán dẫn là gì?
2. Có mấy loại bán dẫn? Phân loại chất bán dẫn dựa vào đâu?
Nguyªn tö Si cã mÊy electron líp ngoµi cïng ?
- Xét Bán Dẫn tinh khiết điển hình silic (si )
electron
- Khi liên kết các nguyên tử Si liên kết bằng loại liên kết nào ?
Silic (Si) có số thứ tự 14- 1s22s22p63s23p2
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Mô hình mạng tinh thể Silic tinh khieát
Ở nhiệt độ thấp,, các electron hóa trị gắn bó chặc chẽ với các nguyên tử ở nút mạng.
=> Không có các electron tự do
Ơ� điều kiện nhiệt dộ thấp trong mạng tinh thể có hạt mang điện tự do ?
10
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Khi nhiệt độ tăng cao
Vậy, ở nhiệt độ cao luôn có sự phát sinh các cặp electron – lỗ trống.
Số electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau.
Lỗ Trống
Hạt mang điện tự do trong bán dẫn là hạt nào ?
Electron tự do
Gồm :
Lỗ Trống
Electron dẫn
Nguyên tử photpho có 5 electron ở lớp ngoài .
Giả sử trong mạng tinh thể Silic có lẫn một nguyên tử phôtpho (P).
Si
P
Electron dư trong nguyên tử Phôtpho liên kết yếu với nguyên tử Phôtpho.
P:1s22s22p63s23p3
Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp chất Phopho:
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
Electron dư thừa dễ dàng tách ra khỏi nguyên tử
Electron thừa
Electron dẫn
CD
Giả sử trong mạng tinh thể Silic có lẫn một nguyên tử Bo (B).
B:1s22s22p63s23p1
Si
B
Lỗ trống tạo nên do nguyên tử Bo thiếu 1 electron liên kết với 1 nguyên tử Silic lân cận
Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp chất B:
Si
B
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
-
Một electron ở liên kết gần đó có thể chuyển đến lấp đầy liên kết trống này và tạo thành 1 lỗ trống mới.
Chiều chuyển động của lỗ trống
Chiều chuyển động của electron
Tạp chất cho mạng tinh thể electron hay nhận ?
Nếu pha 2 loại tạp chất, chẳng hạn cả P và B, vào bán dẫn Silic, thì bán dẫn này có thể là bán dẫn loại p hay loại n laø tùy theo tỷ lệ giữa 2 loại tạp chất .
Nếu muốn tạo ra Bán Dẫn loại n thì tạp chất có mấy electron hoá trị ?.....
5
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
Electron thừa
Electron dẫn
Bán Dẫn chứa tạp chất cho là Bán Dẫn loại n .
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?
Người ta gọi chúng là tạp chất cho ( đôno )
- Tạp chất cho là tạp chất có số electron hoá trị lớn hơn của mạng tinh thể bán đẫn .
3
Nếu muốn tạo ra Bán Dẫn loại p thì tạp chất có mấy electron hoá trị ? .....
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?
Si
B
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
-
Thiếu electron
Bán Dẫn chứa tạp chất nhận là Bán Dẫn loại p .
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?
So sánh điện trở suất của bán dẫn gecmani tinh khiết, gecmani pha tạp gali 10-6% và gecmani pha tạp gali 10-3% ở nhiệt độ 300 K với nhau và với điện trở suất của các kim loại (khoảng 10-8 )
Câu nào dưới đây nói về các hạt tải điện trong chất bán dẫn là đúng ?
Các hạt tải điện trong bán dẫn loại n chỉ có electron tự do
Các hạt tải điện trong bán dẫn loại p chỉ có lỗ trống
Các hạt tải điện trong bán dẫn luôn bao gồm : lỗ trống và electron tự do
Các hạt tải điện trong bán dẫn luôn chuyển động ngược chiều điện trường
C
Tìm câu đúng
Trong chất bán dẫn, mật độ electron luôn bằng mật độ lỗ trống .
Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn ñieäncàng tốt.
Bán dẫn loại p tích điện dương vì mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron.
Bán dẫn có điện trở xuất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn có 2 loại hạt tải điện trái dấu.
a)
b)
c)
d)
Bán Dẫn là vật liệu quan trọng quyết định sự phát triển công nghệ thông tin .
- Như vậy, bằng cách chọn loại tạp chất và nồng độ tạp chất pha vào bán dẫn , người ta có thể tạo ra bán dẫn thuộc loại mong muốn .
Vậy dựa trên những đặc điểm nào ? Và những linh kiện đó hoạt động ra sao ?
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si