Chương 1: Chất bán dẫn

 Khi nhiệt độ tăng từ 0 o K đến 300 o K, các electron hóa trị nhận đủ năng lượng (nhiệt năng, ánh sáng) vượt qua dải cấm, vào dải dẫn  electron tự do (electron dẫn) = lỗ trống. 300 [r]

CHẤT BÁN DẪN (Semiconductor)

Bộ môn Kỹ Thuật Điện

Bộ môn Kỹ Thuật Điện – Khoa Công Nghệ – Đại học Cần Thơ

Địa chỉ: Khu II, đường 3/2, P Xuân Khánh, Q Ninh Kiều, TP Cần Thơ

Điện thoại: (84-0710) 3832663 - Fax: (84-0710) 3838474

http://cet.ctu.edu.vn/ktd/

Chất bán dẫn là gì?

• Chất bán dẫn là gì?

17 nguyên tố đất hiếm

Chất bán dẫn là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện

ở nhiệt độ phòng Gọi là "bán dẫn" (chữ "bán" theo nghĩa Hán Việt có nghĩa là một nửa),vì chất này có thể dẫn điện ở một điều kiện nào đó, hoặc ở một điều kiện khác sẽ không dẫn điện.

Ứng dụng

Ứng dụng của chất bán dẫn để làm gì?

Ứng dụng chất bán dẫn

Transistor

Diode

Department of Electrical Engineering, Can Tho University

1 Cấu tạo nguyên tử

Thành phần nguyên tử

 Cấu tạo nên vật chất

 Mỗi nguyên tố có cấu trúc nguyên tử riêng

 Mỗi nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có

số electron và proton khác nhau

 Số nguyên tử: n p (= n e cân bằng điện)

IIIA IVA VA VIA VIIA

Giản đồ Bohr

 Mỗi electron quay quanh hạt nhân khoảng cách nhất định Các electron càng xa hạt nhân

có mức năng lượng càng cao

 Các electron có cùng mức năng lượng hình thành lớp electron

 Số electron tối đa trong 1 lớp

Ion hóa (Ioniztion)

Ionization energy

Cân bằng điện

Giản đồ năng lượng

 Các lớp electron tương ứng với các dải năng

lượng riêng biệt

 Dải năng lượng phân cách bởi dải cấm (không tốn

tại electron)

 Nguyên tử có 4 electron hóa trị

 Không dẫn điện ở điều kiện thường

 Hợp chất (nhựa, thủy tinh, mica)

Department of Electrical Engineering, Can Tho University

2 Chất bán dẫn thuần (nội bẫm)

Nhiệt năng

B: hằng số phụ thuộc đặc tính của chất bán dẫn (cm-3oK-3/2),

Eg: năng lượng dải cấm (eV)

T: nhiệt độ (oK)

k: hằng số Boltzmann (8610-6 eV/oK)

Tính mật độ electron tự do và lỗ trống trong silicon ở T = 300K

Dòng electron và dòng lỗ trống

Dòng electron

Department of Electrical Engineering, Can Tho University

3 Chất bán dẫn loại N, loại P và nối P-N

Chất bán dẫn loại N

Chất bán dẫn loại P

So sánh chất bán dẫn loại N và loại P

Chất pha Nguyên tố nhóm V (5 electron hóa trị) Nguyên tố nhóm III (3 electron hóa trị)

Liên kết nguyên tử

Mật độ electron tự do

và lỗ trống

) ( 7 0 ) 25 (

0

Ge V

Si V C

V o

Điện thế rào

(Vùng hiếm)

Giản đồ năng lượng tại nối P-N

vùng p Các electron này mất năng lượng và kết hợp với lỗ trống ở dải hóa trị của vùng p.

electron dừng lại khi không còn các electron ở lớp n đủ năng lượng khuếch tán qua vùng p 

Thank you for your attention!

Knowledge, Innovation, and Education

Department of Electrical Engineering, Can Tho University