Dòng điện trong chất bán dẫn

Bán dẫn tinh khiết Kim loại T  Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng.. CÂU HỎI: C1 Vì sao điện trở suất của kim loại và bán dẫn lại phụ thụôc vào nhiệt độ th

April 15, 2024 created by: Nhóm 2 - Tổ 1 1

Nhóm 2 – Tổ 1 Nhóm 2 – Tổ 1

Bài thuyết trình Dòng điện trong chất bán dẫn do Học sinh lớp 11A1 trường Trung học thực hành – ĐHSP TpHCM thực hiện.

 Chương III  Chương III

Bài 23:

DÒNG ĐIỆN TRONG

CHẤT BÁN DẪN DÒNG ĐIỆN TRONG

CHẤT BÁN DẪN

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 3 April 15, 2024

VẤN ĐỀ ĐẶT RA

Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn có tính chất đặc biệt như thế nào?

Phân loại chất bán dẫn.

Lớp chuyển tiếp p – n.

Câu hỏi và Bài tập











Bán dẫn tinh khiết

Kim loại

T

 Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn nhiệt rất kém ở nhiệt độ cao, bán dẫn dẫn điện khá tốt.

CÂU HỎI:

C1

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

Si

Si

Si Si

Si

Si

Mô hình mạng tinh thể Silic

Ở nhiệt độ thấp, gần 0 K, các electron hóa trị gắn bó chặc chẽ với các nguyên tử

ở nút mạng.

=> Không có các electron tự do

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 12 April 15, 2024

Si

Si

Si

Si Si

Si

Si

Khi nhiệt độ tăng cao

Vậy, ở nhiệt

độ cao luôn

có sự phát sinh các cặp electron – lỗ trống.

Số electron

và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau.

Si

Si

Si

Si Si

Si

Si

Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn

Các electron chuyển động ngược chiều điện trường, các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trừơng.

=> Gây nên dòng điện trong chất bán dẫn.

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 14 April 15, 2024

 Vậy, dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống.

Bán dẫn tinh khiết gọi là bán dẫn loại i, ở bán dẫn tinh khiết, số electron bằng số lỗ trống.

 Độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt

độ tăng, giảm khi nhiệt độ giảm.

 Điện trở suất của bán dẫn giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào Đó là hiện tượng quang dẫn.

NHẬN XÉT:

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

Si

P

Si

Si Si

Si

Si

+

Electron dư thừa dễ

dàng tách

ra khỏi nguyên tử

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 18 April 15, 2024

 Như vậy, tạp chất P đã tạo thêm các electron tự

do, mà không làm tăng thêm 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.

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

NHẬN XÉT:

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

Si

B

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.

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 21 April 15, 2024

 Như vậy, tạp chất B pha vào bán dẫn Silic 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 đa

số, electron là hạt tải điện không cơ bản hay thiểu số.

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

NHẬN XÉT:

Nếu pha 2 loại tạp chất, chẳng hạn cả P và B, vào bán dẫn Silic, thì bán dẫn này có thể là bán dẫn loại p hay loại n, tùy theo tỷ lệ giữa 2 loại tạp chất.

Như vậy, bằng cách chọn loại tạp chất và nồng độ tạp chất pha vào bán dẫn, người ta có thể tạo ra bán dẫn thuộc loại mong muốn Đây chính là tính chất rất đặc biệt của bán dẫn, khiến cho nó có

nhiều ứng dụng.

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 26 April 15, 2024

Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p – n mắc theo chiều thuận, còn gọi là lớp chuyển tiếp p – n được

phân cực thuận.

Như vậy, khi lớp chuyển tiếp được phân cực thuận, các hạt tải điện đa số ở hai phía đều đi đến lớp

chuyển tiếp và vược qua lớp này, gây nên sự phun

lỗ trống vào bán dẫn loại n, và phun electron vào bán dẫn loại p.

Kết luận:

 Trường hợp 2: cực dương nối với bán dẫn n, cực

âm nối với bán dẫn p.

(+)

Et

En

Ing

created by: Nhóm 2 - Tổ 1 28 April 15, 2024

Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p – n mắc theo chiều ngược, còn gọi là lớp chuyển tiếp p – n được

phân cực ngược.

Như vậy, 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 mắc theo chiều ngược có

cường độ rất nhỏ.

Kết luận:

=> Lớp chuyển tiếp p – n dẫn điện tốt theo 1 chiều,

từ p sang n Lớp chuyển tiếp p – n có tính chất chỉnh lưu.

Thực hiện: nhóm 2 – tổ 1 (11A1)

Các thành viên:

Trần Thanh Huy

Nguyễn Hoàn Việt Tú

Trần Thị Thục Uyên