Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

Kính chào thầy cô đến tham dự
Kiểm tra kiến thức cũ
Nêu cấu tạo nguyên tử về phương diện điện.
Nguyên tử có cấu tạo gồm một hạt nhân mang điện dương ở trung tâm và các êlectron mang điện âm chuyển động xung quanh.
Hạt nhân cấu tạo gồm nơtron không mang điện và prôton mang điện dương.
2) Thuyết êlectron là gì ?
Thuyết êlectron là thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các êlectron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật.
Ngày nay, ta hay nói đến sự bùng nổ của công nghệ thông tin.
Sự bùng nổ này bắt nguồn từ đâu?
Máy chấm công trong các công ty
Ti-vi
Bảng báo điện tư`
Máy phát vô tuyến
Mạch khuếch đại
Mạch ra-đi-ô thu sóng
" mạch in điện tư`
Phát sóng truyền hình
Ampli và loa
Sách điện tử
Máy ATM
Máy photocoppy
Hệ thống bưu chính viễn thông
I. Chất Bán Dẫn Và Tính Chất
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Chất Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
III. Lớp Chuyển Tiếp p - n
IV. Điôt Bán Dẫn Và Mạch Chỉnh Lưu Dùng Điôt Bán Dẫn
V. Tranzito Lưỡng Cực n - p - n. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động
Nội dung chính của bài học:
Tiết 1
Tiết 2
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
I. Chất Bán Dẫn Và Tính Chất
Chất tiêu biểu trong nhóm vật liệu không phải là kim loại hoặc điện môi là chất nào ?
1. Khái Niệm: một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là Ge và Si
Điện trở suất của chất bán dẫn tinh khiết phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào ?
Điện trở suất của chất bán dẫn tinh khiết phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào ?
1/ Điện trở suất chất bán dẫn tinh khiết phụ thuộc vào nhiệt độ
Ngoài nhiệt độ, điện trở suất của chất bán dẫn còn phụ thuộc yếu tố các nào ?
3/ Điện trở suất của chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác.
Theo thuyết êlectron thì giải thích hiện tượng điện phải dựa vào sự cư trú và di chuyển của êlectron.
Vậy hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì ?
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
Mỗi nguyên tử Silic có bao nhiêu êlectron hóa trị? Để bền vững thì mỗi nguyên tử Silic liên kết đủ với mấy nguyên tử Silic lân cận ?
Các êlectron này bị liên kết nên không dẫn điện.
Khi 1 êlectron bứt khỏi liên kết,trở thành hạt tải điện âm gọi là êlectron dẫn (êlectron)
Chỗ liên kết đứt thiếu 1 êlectron nên mang điện dương gọi là lỗ trống.
Khi 1 êlectron từ liên kết khác chạy đến thì lỗ trống di chuyển ngược lại.
1. Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
1. Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết
KL: Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường
E tự do
Lỗ trống
II. Hạt Tải Điện. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
2. Sự dẫn điện của bán dẫn loại n -tạp chất cho Đôno
Khi pha tạp Silic bằng P, As, Sb.
Khi mỗi nguyên tử P thế chỗ 1 nguyên tử Si, sẽ tham gia 4 liên kết với 4 nguyên tử silic lân cận và dư ra 1 e tự do
e tự do
Tạp chất phôtpho tạo cho bán dẫn Si các êlectron dẫn với mật độ rất lớn, không tạo lỗ trống gọi là tạp chất cho (đôno)
Chuyển động nhiệt cũng tạo ra một số e và lỗ trống nhưng số lượng nhỏ hơn nhiều, mật độ rất nhỏ
Hạt tải điện chủ yếu là e, gọi là bán dẫn loại n
Loại n
KL: Tạp chất tạo êlectron cho bán dẫn gọi là tạp chất cho (hay đôno). Bán dẫn có tạp chất cho gọi là bán dẫn loại n
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Chất Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
3. Sự dẫn điện của bán dẫn loại n - tạp chất nhận axepto
Khi nguyên tử Bo thế chỗ nguyên tử silic, có tham gia đủ 4 liên kết với 4 nguyên tử silic lân cận không ?
Chỉ tham gia được 3 liên kết
Nguyên tử Bo cần 4 êlectron hóa trị để liên kết nên lấy 1 êlectron liên kết ở gần, và sinh ra 1 lỗ trống
Tạp chất Bo tạo cho bán dẫn Silic các lỗ trống với mật độ rất lớn, không tạo êlectron. Chuyển động nhiệt cũng tạo êlectron và lỗ trống có mật độ rất nhỏ.
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Chất Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
3. Sự dẫn điện của bán dẫn loại p- tạp chất nhận axepto
Loại p
Hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống gọi là bán dẫn loại p
KL :Tạp chất tạo lỗ trống cho bán dẫn gọi là tạp chất nhận (hay axepto). Bán dẫn có tạp chất nhận gọi là bán dẫn chứa axepto hay loại p.
Tạp chất Bo tạo cho bán dẫn Silic các lỗ trống với mật độ rất lớn, không tạo êlectron gọi là tạp chất nhận (axepton)
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
II. Hạt Tải Điện Trong Chất Bán Dẫn. Bán Dẫn Loại n Và Bán Dẫn Loại p
Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là êlectron và lỗ trống.
Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường
Hạt tải điện trong bán dẫn loại n chủ yếu là êlectron.
Hạt tải điện trong bán dẫn loại p chủ yếu là lỗ trống.
I. Chất Bán Dẫn Và Tính Chất
Chất bán dẫn là một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là gemani và silic.

Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và tạp chất.
(Tóm tắt kiến thức)
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
III. Lớp Chuyển Tiếp p - n
1. Lớp nghèo
Lớp chuyển tiếp p - n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn.
p n
lớp chuyển tiếp p - n
lớp không có hạt tải điện, gọi là lớp nghèo (điện trở rất lớn)
lỗ trống êlectron
ion đôno tích điện dương
ion axepto tích điện âm
Ở lớp chuyển tiếp p - n , có một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo. Điện trở lớp nghèo rất lớn, phía n tích điện dương và phía p tích điện âm.
(SGK)
Vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có các ion dương và ion âm ?
Vì êlectron tự do và lỗ trống ở hai bên lớp nghèo đã liên kết khi gặp nhau và biến mất từng cặp.
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
III. Lớp Chuyển Tiếp p - n
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo
p
n
-
+
Khi chưa đặt điện trường vào bán dẫn
êlectron và lỗ trống chuyển động nhiệt hỗn loạn, không qua lớp nghèo, không tạo dòng điện
Khi đặt điện trường vào bán dẫn có chiều hướng từ p sang n
êlectron chuyển động qua lớp nghèo ngược chiều điện trường, lỗ trống chuyển động qua lớp nghèo cùng chiều điện trường, tạo dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n: chiều thuận
I (thuận)
p
n
(tt)
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
III. Lớp Chuyển Tiếp p - n
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo
p
n
-
+
I (thuận)
p
n
-
+
I 0 (ngược)
Khi đảo chiều điện trường: từ n sang p (Upn < 0)
Hạt tải điện không đến lớp nghèo (điện trở lớn), số hạt tải điện qua lớp tiếp xúc không đáng kể, dòng điện từ n sang p xấp xỉ 0: chiều ngược
Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p - n chạy theo chiều nào ?
(tt)
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN.
III. Lớp Chuyển Tiếp p - n
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo
Đặc tuyến vôn - ampe của điôt bán dẫn
Dòng điện chỉ chạy qua được lớp chuyển tiếp p - n theo chiều từ p sang n.
(SGK, vẽ đồ thị)
3. Hiện tượng phun hạt tải điện
Khi dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p - n theo chiều thuận, các hạt tải điện khi 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.
(SGK)
Bán dẫn có lớp chuyển tiếp p - n được dùng để làm gì ?
(tt)
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM:
1. Em hãy chọn câu sai.
Người ta gọi si lic là chất bán dẫn vì
?
?
C. nó dẫn điện một chiều.
A. nó không phải là kim loại, cũng không phải là điện môi.
B. hạt tải điện trong đó có thể là êlectron hoặc lỗ trống.
D. điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất, và các tác nhân ion hóa.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM :
2. Phát biểu nào dưới đây về bán dẫn là chính xác ?
D. Bán dẫn có tạp chất dẫn điện tốt hơn bán dẫn tinh khiết.
A. Bản chất dòng điện trong bán dẫn giống bản chất dòng điện trong kim loại.
B. Bán dẫn chứa axepto (loại p) có mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống.
C. Bán dẫn chứa đôno (loại n) có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ êlectron.