Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ

Giáo viên: HỒ XUÂN THÔNG
TTGD TX Chu Văn An, Q5
KIỂM TRA BÀI CŨ
? ? ?
KIỂM TRA BÀI CŨ
1) Nêu bản chất dòng điện trong chân không.
Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron .
2) Tia catốt là gì? Kể vài ứng dụng của tia catốt.
Tia catốt là một dòng các electron phát ra từ catốt, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian, được sinh ra khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp; nó có thể được tạo ra bằng một súng electron, dùng trong ống phóng điện tử, đèn hình ( TiVi, máy vi tính )
NGÀNH ĐiỆN TỬ là một trong những mũi nhọn của sự phát triễn khoa học kỹ thuật hiện nay trên thế giới
N
PHÁT MINH VỀ CHẤT BÁN DẪN ĐÃ LÀM NÊN MỘT CuỘC CÁCH MẠNG ĐƯA NGÀNH ĐiỆN TỬ LỚN MẠNH KHÔNG NGỪNG …
Điốt bán dẫn
Tranzito
Bài 17. DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I/ CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT
II/ HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
III/ LỚP CHUYỂN TIẾP p-n
IV/ ĐIỐT BÁN DẪN VÀ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG ĐIỐT BÁN DẪN
V/ TRANSISTOR LƯỠNG CỰC n-p-n : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HỌAT ĐỘNG


I/ CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT :
Kim loại
Bán dẫn
Điện môi
Si
Nguyen to Si co hoa tri 4 , ngoai cung cua moi nguyen tu Si co 4 electron

MO HINH TINH THE CHAT BAN DAN Si
CAC NGUYEN TU Si LIEN KET NHU THE NAO TRONG TINH THE CUA CHUNG ?
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Mô hình mạng tinh thể Silic
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bán dẫn loại n:
Si
P
P:1s22s22p63s23p3
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
P
+
Si
Si
P
+
BÁN DẪN LOẠI n
b) Bán dẫn loại p:
B:1s22s22p63s23p1
Si
B
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.
Bài 45: dụng cụ bán dẫn

1/ Dòng điện qua lớp tiếp xúc p-n
2/ Dụng cụ bán dẫn

1/ Dßng ®iÖn qua líp tiÕp xóc p-n
a/Líp tiÕp xóc gi÷a hai lo¹i b¸n dÉn
Khi ®Æt b¸n dÉn lo¹i n c¹nh b¸n dÉn lo¹i p

e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
T¹i mÆt ph©n c¸ch:
e ë n khuÕch t¸n sang p
lç trèng tõ p khuÕch t¸n sang n
Do ®ã bªn n mang ®iÖn d­¬ng, bªn p mang ®iÖn ©m

Etiếp xúc
n
p
KÕt qu¶ : t¹i mÆt ph©n c¸ch h×nh thµnh mét líp tÝch ®iÖn ©m ë phÝa p, tÝch ®iÖn d­¬ng ë phÝa n, gäi lµ líp tiÕp xóc p-n
ETiÕp xóc h­íng tõ n p ng¨n c¶n sù khuÕch t¸n.
Khi ETiÕp xóc ®¹t ®Õn E0 th× dßng khuÕch t¸n dõng l¹i.
§iÖn trë cña líp tiÕp xóc rÊt lín so víi toµn bé mÉu b¸n dÉn

b/ TÝnh dÉn ®iÖn cña líp tiÕp xóc p – n

e
Etiếp xúc
Engoài
e
Nhóm 1
Etiếp xúc
Engoài
+ C¸c h¹t t¶i ®iÖn c¬ b¶n vµ kh«ng c¬ b¶n trªn tõng miÒn chuyÓn ®éng nh­ thÕ nµo d­íi t¸c dông cña EtiÕp xóc vµ Engoµi?
Nhóm 2
e
e
e
e
e
e
e
e
n
p
n
p
TH1: n nèi víi cùc (-), p nèi víi cùc (+)
Nhãm 1:



Dßng ®iÖn lµ dßng cña c¸c h¹t c¬ b¶n. (+) tõ p n, Electron tõ n p. Ta gäi lµ dßng ®iÖn thuËn, hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ thuËn
Etiếp xúc
Engoài
e
e
e
e
n
p
e
TH2: n nèi víi cùc (+), p nèi víi cùc (-)
Nhãm 2:



Dßng ®iÖn lµ dßng cña c¸c h¹t kh«ng c¬ b¶n. Electron tõ p n, (+) tõ n p. Ta gäi lµ dßng ®iÖn ng­îc, hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo gäi lµ hiÖu ®iÖn thÕ ng­îc
e
Etiếp xúc
Engoài
n
p
e
e
e
e
KÕt luËn:
Sè h¹t t¶i c¬ b¶n lín h¬n rÊt nhiÒu so víi sè h¹t t¶i kh«ng c¬ b¶n.
Do ®ã, dßng ®iÖn thuËn (p n) lín h¬n rÊt nhiÒu so víi dßng ®iÖn ng­îc (n p)
Líp tiÕp xóc p – n cã tÝnh dÉn ®iÖn chñ yÕu theo mét chiÒu tõ p n
n
p
2/ Dông cô b¸n dÉn
a- §i«t (Diode) b¸n d·n:
+ Cã mét líp tiÕp xóc p-n
+ Dïng ®Ó chØnh l­u dßng xoay chiÒu

b- Transistor:
+ Gồm 3 phần có tính chất dẫn điện khác nhau.
+ Có 2 loại Transistor: n-p-n và p-n-p
+ Gồm 3 cực: Cực phát E (Emitor), Cực góp C(Collector), Cực gốc B (Base)(thường rất mỏng)
Ho¹t ®éng cña Transistor
n
n
p
E
C
B
e
e
e
e
IE
IB
IC
1
2
Líp tiÕp xóc E-B ph©n cùc thuËn, B- C ph©n cùc ng­îc
IE=IB+IC,IB << IC. Nªn IE ~ IC.
IE dïng ®Ó ®iÒu chØnh dßng IC
Khi thay ®æi UE-B, IE thay ®æi IC thay ®æi. NÕu RC rÊt lín URC >> UE-B.
Sù biÕn thiªn cña UE-B ®­îc khuÕch ®¹i.
øng dông: Trong m¹ch khuÕch ®¹i, t¹o dao ®éng.
¦u ®iÓm: Nhá, tiÕt kiÖm n¨ng l­îng, cÇn nguån U nhá, bÒn c¬ häc, sö dông l©u dµi.
c/ NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn
§­îc chÕ t¹o tõ Ge, Si, Se vµ mét sè «xit kim lo¹i.
TÝnh chÊt: Khi nhiÖt ®é t¨ng th× ®iÖn trë gi¶m.
øng dông:
+ §o nhiÖt ®é
+ Khèng chÕ nhiÖt ®é tõ xa
+ ThiÕt bÞ b¸o ch¸y.

d/ Quang ®iÖn trë b¸n dÉn:
ChÕ t¹o tõ b¸n dÉn cã ®iÖn trë tû lÖ víi c­êng ®é s¸ng (Ge, Si, Se vµ mét sè b¸n dÉn hîp chÊt).
§Æc ®iÓm: kÝch th­íc nhá, ®é nh¹y cao
Dïng trong c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng, ®o ¸nh s¸ng
e/ Vi m¹ch ®iÖn tö dïng b¸n dÉn: kÝch th­íc nhá chøa hµng ngh×n chi tiÕt (Diode, Transistor, §iÖn trë... )
C©u hái tr¾c nghiÖm
I. Chän ®¸p ¸n ®óng
a. Líp tiÕp xóc p - n:
 Mang ®iÖn tÝch -
 Mang ®iÖn tÝch +
 Kh«ng mang ®iÖn
 Mang ®iÖn ©m phÝa n, + phÝa p
 Mang ®iÖn d­¬ng phÝa n, - phÝa p
b. Etx cã t¸c dông:
 C¶n trë sù chuyÓn ®éng cña e tõ p n, lç trèng n p
 C¶n trë sù chuyÓn ®éng cña lç trèng p n, e tõ n p
 T¨ng dßng khuÕch t¸n
 Kh«ng cã t¸c dông g×.

II. C¸c c©u d­íi ®©y c©u nµo ®óng, c©u nµo sai:

Dßng ®iÖn thuËn xuÊt hiÖn khi m¾c mÉu p-n: n nèi víi cùc d­¬ng, p nèi víi cùc ©m
Dßng ®iÖn thuËn lµ dßng cña c¸c h¹t t¶i c¬ b¶n
Dßng ®iÖn ng­îc lµ dßng cña c¸c h¹t t¶i kh«ng c¬ b¶n
Khi m¾c mÉu b¸n dÉn p-n vµo nguån tuú ý, dßng ®iÖn qua b¸n dÉn ®Òu rÊt lín.
Diode b¸n dÉn dïng ®Ó chØnh l­u dßng ®iÖn xoay chiÒu.
Transistor dïng ®Ó khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn.
NhiÖt ®iÖn trë b¸n dÉn: nhiÖt ®é t¨ng, ®iÖn trë t¨ng.
Quang ®iÖn trë b¸n dÉn: ®é dÉn gi¶m khi t¨ng c­êng ®é chiÕu s¸ng.
Quang ®iÖn trë b¸n dÉn khi ®­îc chiÕu s¸ng, nhê n¨ng l­îng cña ¸nh s¸ng, mét sè mèi liªn kÕt trong tinh thÓ bÞ ph¸ vì, t¹o ra e vµ lç trèng. Do ®ã ®é dÉn ®iÖn cña b¸n dÉn t¨ng lªn.
Vi m¹ch ®iÖn tö dïng b¸n dÉn rÊt cång kÒnh, tèn n¨ng l­îng.

§¸p ¸n
I. §¸p ¸n ®óng:
a/ 5 b/ 2
II.
1/sai 5/ ®óng 9/®óng
2/®óng 6/®óng 10/sai
3/®óng 7/sai
4/ sai 8/sai



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.
Kim loại
Bán dẫn
Điện môi
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Mô hình mạng tinh thể Silic
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bán dẫn loại n:
Si
P
P:1s22s22p63s23p3
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
P
+
Si
Si
P
+
BÁN DẪN LOẠI n
b) Bán dẫn loại p:
B:1s22s22p63s23p1
Si
B
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.
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Mô hình mạng tinh thể Silic
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bán dẫn loại n:
Si
P
P:1s22s22p63s23p3
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
P
+
Si
Si
P
+
BÁN DẪN LOẠI n
b) Bán dẫn loại p:
B:1s22s22p63s23p1
Si
B
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.
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Mô hình mạng tinh thể Silic
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bán dẫn loại n:
Si
P
P:1s22s22p63s23p3
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
P
+
Si
Si
P
+
BÁN DẪN LOẠI n
b) Bán dẫn loại p:
B:1s22s22p63s23p1
Si
B
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.