Bài 23. Dòng điện trong chất bán dẫn

Bài 23. Dòng điện trong chất bán dẫn tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các...

Bài 23 : DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 1/ Tính chất của chất bán dẫn

 Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất

cách điện và chất dẫn điện Chất bán dẫn hoạt

động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và

hoạt động như một chất dẫn điện ở nhiệt độ cao

Chất bán dẫn là gì?

 Những biểu hiện quan trọng đầu tiên của bán dẫn

10 15

10 20

10 5

10 10

10 0

10 -10

10 -5

ρ

Kim loại

Bán dẫn Điện mơi

1 Điện trở suất của bán dẫn cĩ giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa điện trở suất kim loại và điện trở suất điện mơi

Bán dẫn tinh khiết.

Kim loại

Ở nhiệt độ thấp điện trở suất của bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn Do đó ở nhiệt

độ thấp, chất bán dẫn điện rất kém, còn ở nhiệt độ cao, bán dẫn dẫn điện khá tốt

Khi nhiệt độ tăng điện trở suất của bán dẫn siêu tinh khiết giảm mạnh

tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc rất mạnh vào các tạp chất

có mặt trong tinh thể.

ρ

Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ

2/ Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết

- Bán dẫn tinh khiết thương gặp là: Si, Ge, C

- ở nhiệt độ thấp gần O K, các electron hóa trị gắn bó chặt chẽ với các nguyên tử ở

nút mạng Do đó, trong tinh thể không có hạt tải điện tự do, bán dẫn Si không dẫn điện

- ở nhiệt độ cao, luôn có sự phát minh các cặp electron lỗ trống… Số electron và lỗ

trống trong bn dẫn tinh khiết bằng nhau

- Khi có điện trường đặt vào, electron chuyển động ngược chiều điện trường, các lỗ

trống chuyển động thuận chiều điện trường, gây nên dòng điễn trong bán dẫn

VẬY: dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống

- Bán dẫn tinh khiết, số electron và số lỗ trống khác nhau

a.Bán dẫn loại n (Tạp chất cho-đôno)

- Bán dẫn loại n: Hạt tải điện trong đĩ mang điện tích âm

êlectr

on tự do

Ion dương

Tạp chất phôtpho tạo cho bán dẫn Si các êlectron dẫn với mật độ rất lớn, không tạo lỗ trống.

S i S i S i

S i

S i

S i

S i S i

P +

Khi nguyên tử phôtpho thế chỗ nguyên tử silic, sẽ

tham gia 4 liên kết với 4 nguyên tử silic lân cận

Vậy mỗi nguyên tử phôtpho dư ra mấy êlectron tự do ? Dư ra 1 êlectron không

liên kết

Chuyển động nhiệt cũng tạo ra một số elêctron và lỗ trống nhưng số lượng nhỏ hơn nhiều, mật độ rất nhỏ

Loại n

Hạt tải điện trong bán dẫn loại

n là gì ? Chủ yếu là

3/ Sự dẫn điện của bán dẫn cĩ tạp chất

Loại p

B

S i S i

S i

S i

S i

S i S i

B

loại p là gì ? Chủ yếu là lỗ trống

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.

a Bán dẫn loại p (Tạp chất nhận-axepto)

- Bán dẫn loại p: Hạt tải điện trong đĩ mang điện tích dương

4/ Lớp chuyển tiếp p-n

a/ sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n

Lớp này còn được gọi là lớp nghèo hạt tải điện

b/ Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n

Thí nghiệm 1: cực dương nối với bán dẫn p, cực âm nối với bán dẫn n Đây là thí

nghiệm lớp chuyển p-n mắc vào chiều thuận còn gọi là lớp chuyển dẫn p-n được phân cực thuận

Khi lớp chuyển tiếp được phân cực thuận, các hạt tải điện đa sốơở 2 phía đều đi đến lớp chuyển tiếp và vượt qua ơớp này, gây nên sự phun ôỗ trống vào bán dẫn loại n,

và phun electron vào bán dẫn loại p

Thí nghiệm 2: cực dương nối với bán dẫn n, cực âm nối với bán dẫn p Đây là thí

nghiệm lớp chuyển p-n mắc vào chiều ngược còn gọi là lớp chuyển dẫn p-n được phân cực ngược

- Lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (từ p sang n) có cường độ lớn, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắv theo ngược cường độ rất nhỏ

Kết luận: Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo một chiều, từ p sang n Lớp chuyển tiếp p-n có tính chất chỉnh lưu

-+ + +

1 2 3 4

5

8

chữ

10

chữ

8

chữ

3

chữ

9

chữ

I

N U

Chìa

Khoá

Ê L E C T R

O N

D Ẫ N Đ I Ệ N

T Ố T C Ô N G S U

Ấ T J U

N

T Á C D Ụ N

G T Ừ

ϕ

Tính chất điện đặc trưng của kim loại Đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công của dòng điện

Tên nhà vật lý người Anh dùng thực nghiệm tìm

ra định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Tác dụng đặc trưng của dòng điện.

6

Hiện tượng điện được phát hiện năm

Â

D

A Â

S I Ê U D

Ẫ N

Trường THPT THANH BÌNH 1

TỔ: 2