Bai 23 dong dien trong chat ban dan

• Chất bán dẫn ở nhiệt độ thường không có các hạt tải điện tự do.. • Khi nhiệt độ tăng cao, chất bán dẫn hình thành 2 loại hạt tải điện tự do.. • Hệ số nhiệt độ của điện trở là lượng tă

Trang 1

Bài 23:

DÒNG ĐIỆN TRONG

CHẤT BÁN DẪN

Trang 2

I CHẤT BÁN DẪN

&TÍNH CHẤT CƠ BẢN

II SỰ DẪN ĐIỆN CỦA BÁN DẪN

1. BD tinh khiết

2 BD có tạp chất

Trang 3

1 Chất bán dẫn

I CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN

Trang 4

a Chất bán dẫn tinh khiết (bán dẫn đơn chất): Si, Ge,…

b Chất bán dẫn có tạp chất: GaAs, CdTe, ZnS, nhiều oxit,

sunfua, selenua, telurua,… và một số chất polime

2 Phân loại chất bán dẫn

Trang 5

BD tinh khiết

Polime

Trang 6

So sánh điện trở suất của

Trang 7

a. Điện trở suấtcủa chất bán dẫn nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại

Trang 9

Vì sao điện trở suất của kim loại và bán dẫn lại phụ thuộc khác nhau vào nhiệt độ?

Trang 10

• Kim loại có sẵn các electron tự do

Trang 11

• Chất bán dẫn ở nhiệt độ thường không có các hạt tải điện tự do.

Không dẫn điện

• Khi nhiệt độ tăng cao, chất bán dẫn hình thành 2 loại hạt tải điện tự do Do đó,

số hạt tải điện tự do tăng đột ngột

• Chất bán dẫn ở nhiệt độ thường không có các hạt tải điện tự do

Không dẫn điện

• Khi nhiệt độ tăng cao, chất bán dẫn hình thành 2 loại hạt tải điện tự do Do đó,

số hạt tải điện tự do tăng đột ngột

•

→ Điện trở suất của chúng giảm đột ngột.

Trang 12

Hệ số nhiệt điện trở có giá trị dương hay

âm ?

ρ

T O

Bán dẫn

Kim loại

Trang 13

• Hệ số nhiệt độ () của điện trở là lượng tăng điện trở của một dây dẫn có điện trở 1Ωkhi nhiệt độ tăng lên 1.

R = R0+ T

• Chất bán dẫn tinh khiết có điện trở rất lớn khi ở nhiệt độ thấp Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm và hệ số nhiệt điện trở âm

•

Trang 14

Điều nào sau đây SAI khi nói về chất bán dẫn?!?

a) Bán dẫn có điện trở giảm khi tăng nhiệt độ.

b) Bán dẫn pha tạp chất có điện trở nhỏ hơn so với bán dẫn tinh khiết.

c) Khi chiếu sáng một khối bán dẫn, nó có thể chuyển từ trạng thái cách điện sang trạng thái dẫn điện.

d) Với cùng một điều kiện, khối bán dẫn lúc thì là chất cách điện, lúc thì là chất dẫn điện.

Kiểm tra nhanh

d

Trang 15

c Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp

chất.

d Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác

nhân ion hóa khác.

3 Tính chất của chất bán dẫn

Trang 17

• Ta xét trường hợp bán dẫn điển hình là Si Nếu mạng tinh thể chỉ có một loại nguyên tử

Si, thì ta gọi đó là bán dẫn tinh khiết

• Ta xét trường hợp bán dẫn điển hình là Si Nếu mạng tinh thể chỉ có một loại nguyên tử

Si, thì ta gọi đó là bán dẫn tinh khiết

II SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN

Trang 19

• Trong tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên kết với bốn nguyên tử lân cận thông qua các liên kết cộng hóa trị.

Cặp electron hóa trị dùng chung

Trang 20

1 Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết:

Trang 21

Ở nhiệt độ cao luôn có sự phát sinh các cặp electron-lỗ trống.

Số eletron và số lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau.

b Khi nhiệt độ tăng cao

Trang 23

tự do (-)

Lỗ trống

(+)

Trang 24

c Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn

Gây nên dòng điện trong chất bán dẫn

•

Các eletron chuyển động ngược chiều điện trường

các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

Trang 25

Si Si Si

Si Si

Si

E

Sự chuyển động của các electron và lỗ

trống khi có điện trường đặt vào chất

bán dẫn

Sự chuyển động của các electron và lỗ

trống khi có điện trường đặt vào chất

bán dẫn

Trang 26

• Mời các bạn và cô xem phim về chuyển động của electron trong bán dẫn tinh khiết Silic

Trang 27

Vậy:

• Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển động có hướng của các electron

và lỗ trống

Trang 28

• Độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt độ tăng

Ứng dụng: làm nhiệt điện trở

•

Trang 29

• Cặp electron – lỗ trống còn phát sinh khi ta chiếu ánh sáng có bức sóng thích hợp vào bán dẫn

Hiện tượng quang dẫn

• Điện trở suất của chất bán dẫn giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào

Ứng dụng: làm quang điện trở

•

Trang 30

2 Sự dẫn điện của bán dẫn

có tạp chất:

2 Sự dẫn điện của bán dẫn

có tạp chất:

Trang 31

2 Sự dẫn điện của bán dẫn có tạp chất:

Bán dẫn có tạp chất được chia làm 2 loại:

• Bán dẫn loại n.

• Bán dẫn loại p.

Trang 33

P Si

Electron dư trong nguyên tử

P liên kết yếu với nguyên tử P

Trang 34

• Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp chất P

Trang 35

Si Si Si

SiSi

Trang 36

• Như vậy, tạp chất P đã tạo thêm các electron tự do mà không làm tăng số lỗ

trống

• Như vậy, tạp chất P đã tạo thêm các electron tự do mà không làm tăng số lỗ

trống

• Ta gọi: electron là hạt tải điện cơ bản (hay đa số), lỗ trống là hạt tải điện không

cơ bản (hay thiểu số)

• Ta gọi: electron là hạt tải điện cơ bản (hay đa số), lỗ trống là hạt tải điện không

cơ bản (hay thiểu số)

• Bán dẫn như vậy được gọi là bán dẫn electron hay bán dẫn loại n

Trang 38

Si B Lỗ trống tạo nên do nguyên tử Bo

thiếu một electron liên kết với một

nguyên tử Sillic lân cận

Lỗ trống tạo nên do nguyên tử Bo thiếu một electron liên kết với một

nguyên tử Sillic lân cận

Trang 39

• Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp chất B

Trang 41

• Như vậy, tạp chất Bo pha vào bán dẫn Sillic đã tạo thêm lỗ trống, làm cho số lỗ trống

nhiều hơn số electron dẫn

• Như vậy, tạp chất Bo pha vào bán dẫn Sillic đã tạo thêm lỗ trống, làm cho số lỗ trống

nhiều hơn số electron dẫn

• Ta gọi lỗ trống là hạt tải điện cơ bản (hay hạt tải điện đa số), electron là hạt tải điện không cơ bản (hay hạt tải điện thiểu số).

•

Ta gọi lỗ trống là hạt tải điện cơ bản (hay hạt tải điện đa số), electron là hạt tải điện không cơ bản (hay hạt tải điện thiểu số).

Bán dẫn như vậy được gọi là bán dẫn lỗ trống hay bán dẫn loại p

Trang 42

III LỚP CHUYỂN TIẾP P-N

1 Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n

• Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền bán dẫn loại p và miền bán loại n

được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn

1 Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n

• Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền bán dẫn loại p và miền bán loại n

được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn

Trang 43

là lớp nghèo).

Lớp chuyển tiếp p-n (lớp nghèo hạt tải điện, gọi tắt

là lớp nghèo)

E

Trang 44

2 Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n

TH1: Upn > 0

Có sự dịch chuyển các hạt mang điện cơ bản, kết quả là xuất hiện một dòng điện đáng kể qua khối bán dẫn từ p sang n, gọi là dòng điện thuận, hiệu điện thế đặt vào gọi là hiệu điện thế thuận

Trang 45

TH2: (Upn < 0)

• Sự di chuyển các hạt mang điện đa số bị ngăn cản +khuyến khích sự di chuyển của các hạt mang điện không cơ bảnxuất hiện dòng điện rất nhỏqua khối bán dẫn từ n sang p

Dòng điện ngược, hiệu điện thế đặt vào gọi là hiệu điện thế ngược

•

Trang 46

Ứng dụng của chất bán dẫn loại p và n

Trang 47

• Điốt được dùng làm các công tắc điện tử, đóng ngắt bằng điều khiển mức điện

áp

• Vì điốt có đặc tính chỉ dẫn điện theo một chiều từ a-nốt đến ca-tốt khi phân cực thuận nên điốt được dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

 Vì vậy điốt được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện và điện tử

Ứng dụng của chất bán dẫn loại p và n

Trang 50

Transistor

Trang 52

Bán dẫn n

• Là bán dẫn tạp chất có hạt tải

điện mang điện âm.

• Khi pha các nguyên tố có 5e hoá

trị vào mẫu Silic thì e- thứ 5 của

nguyên tử tạp trở thành e- tự

do trong tinh thể BD, giúp nó

dẫn điện ngay ở nhiệt độ thấp

nguyên tử Silic lân cận và sinh ra một lỗ trống mang

điện dương, giúp BD dẫn điện ngay ở nhiệt độ thấp

So sánh bán dẫn loại n và loại p

Trang 53

3 Đặc tuyến Vôn-Ampe của lớp chuyển tiếp p-n

Trang 55

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN

ĐÃ THEO DÕI !

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	2,99 MB