Mặt ghép p n .đi ốt bán dẫn mặt gép pn và tính chất chỉnh lưu

Cấu trúc vùng năng lượng của chất rắn Vựng dẫn Vựng hoỏ trị Vựng cấm Mức năng lượng 0 Vựng dẫn Vựng hoỏ trị Vựng cấm Mức năng lượng 0 Vựng dẫn Vựng hoỏ trị Mức năng lượng

1.4 Chất bán dẫn

số điện trở suất của chất dẫn điện và chất điện môi khi ở nhiệt độ phòng Điện trở suất của chất bán dẫn nằm trong khoảng ρ= 10-6 ÷ 108 μΩ.m

Gemarni ở nhóm 4, Selen, Lưu huỳnh ở nhóm 6,

Asen ở nhóm 5 .

Germani còn các chất như Bo, Nhôm Phốt pho,

Asen chỉ dùng pha tạp thêm vào chất bán dẫn chính tạo nên bán dẫn pha tạp

Cấu trúc vùng năng lượng của chất

rắn

Vựng dẫn

Vựng hoỏ trị

Vựng cấm

Mức năng lượng

0

Vựng dẫn

Vựng hoỏ trị Vựng cấm Mức năng lượng

0

Vựng dẫn Vựng hoỏ trị Mức năng lượng

0

Chồng phủ

Chất cỏch điện Chất bỏn dẫn Chất dẫn điện

Ph©n lo¹i

 B¸n dÉn thuÇn(B¸n dÉn tinh khiÕt)

 B¸n dÉn pha t¹p

+ B¸n dÉn N

+ B¸n dÉn P

* B¸n dÉn thuÇn(B¸n dÉn tinh khiÕt)

Lµ b¸n dÉn trong m¹ng tinh thÓ chØ chøa nguyªn tö cña mét lo¹i nguyªn tè

các electron góp chung

Hình 1.3 Cấu trúc mạng tinh thể và liên kết cộng hoá trị trong Si.

* B¸n dÉn pha t¹p

 B¸n dÉn lo¹i N: lµ b¸n dÉn thuÇn ®­îc pha thêm

các nguyên tử có hoá trị V, tức là có 5 điện tử hoá trị Ví dụ như các nguyên tử As(asen), P(photpho), Bi(bitmut),Sb(antimon)

Vùng hoá trị

Vùng dẫn

Mức năng

lượng tạp chất

Electron tự do từ nguyên tử Sb

Hình 1.6 Đồ thị vùng năng lượng và cấu trúc mạng tinh thể của chất bán dẫn loại N.

Đặc điểm của bán dẫn N

 Ne>>Np

 Điện tử là hạt dẫn đa số, lỗ trống là hạt dân thiểu số

 Tính dẫn điện của bán dẫn do điện tử quy định

* B¸n dÉn lo¹i P

 Để tăng số lỗ trống trong tinh thể silic thuần người ta thêm các nguyên tử có hoá trị III,

tức là có 3 điện tử hoá trị Ví dụ như các

nguyên tử Al(nhôm), B(Bo), In(Indi), Ga(Gali)

lỗ trống từ nguyên

tử B Vùng dẫn

Vùng hoá trị

Mức năng lượng

tạp chất

Hình 1.7 Đồ thị vùng năng lượng và cấu trúc mạng tinh thể của chất bán dẫn loại P.

Đặc điểm của bán dẫn P

 Np >>Ne

 Điện tử là hạt dẫn thiểu số, lỗ trống là hạt dân đa số

 Tính dẫn điện của bán dẫn do lỗ trống quy định

Dòng điện trong chất bán dẫn

 Dòng điện khuếch tán(Ikt): là dòng di chuyển của các hạt dẫn từ nơI có nồng độ cao tới nơI có nồng

độ thấp qua một bề mặt nào đó Thông thường

dòng điện khuếch tán trong chất bán dẫn là dòng

di chuyển của các hạt dẫn đa số

 Dòng điện trôI (Itr) :Là dòng di chuyển của các hạt dẫn dưới tác dụng của điện trường

1.5 TiÕp xóc P-N

 Tiếp xúc P-N là một cấu trúc bán dẫn cơ bản được hình thành khi cho chất bán dẫn loại N

và loại P tiếp xúc với nhau bằng các biện

pháp công nghệ khác nhau

Phân cực cho tiếp xúc P-N

 Phân cực thuận

Do điện trường ngoài ngược chiều điện trường tiếp xúc nên: Iktkhác 0; Itr =0

Itx=Ikt>0, hướng từ miền P sang miền N

Vth R

Dũng lỗ trống

Dũng điện tử Vựng dẫn

Vựng hoỏ trị

Hiện tượng tỏi hợp

Phân cực ngược

Do điện trường ngoài cùng chiều điện trường tiếp xúc nên: Ikt= 0; Itr khác 0

Nên Itx=Ikt+Itr=Itr (có giá trị rất nhỏ, sấp xỉ =0)

R

Vng Hỡnh 3.4 Tiếp xỳc PN khi phõn cực ngược và đồ thị vựng năng lượng

Vựng dẫn Vựng hoỏ trị

M« pháng sù ph©n cùc

cña tiÕp xóc P-N

Đặc tuyến vôn- ampe của tiếp xúc p-n

IF (mA)

VR

VF

VBR

vùng phân cực thuận

vùng phân cực ngược

vùng đánh thủng