Ch18 tính chất điện

Chapter 18 Electrical Properties 1 • Độ dẫn điện và điện trở? • Phân biệt vật liệu dẫn điện, bán dẫn và cách điện? • Các yếu tố ảnh hưởng tới độ dẫn • Ảnh hưởng tạp chất, nhiệt độ tới bán dẫn Tính chấ[.]

Tính chất điện • Độ dẫn điện điện trở? • Phân biệt vật liệu dẫn điện, bán dẫn cách điện? • Các yếu tố ảnh hưởng tới độ dẫn • Ảnh hưởng tạp chất, nhiệt độ tới bán dẫn Chapter 18 - Mạch tích hợp • Scanning electron micrographs of an IC: Al Si (doped) (d) (d) (a) 45 mm 0.5 mm • A dot map showing location of Si (a semiconductor): Si shows up as light regions (b) • A dot map showing location of Al (a conductor): Al shows up as light regions Fig (d) from Fig 12.27(a), Callister & Rethwisch 3e (Fig 12.27 is courtesy Nick Gonzales, National Semiconductor Corp., West Jordan, UT.) (c) Figs (a), (b), (c) from Fig 18.27, Callister & Rethwisch 8e Chapter 18 - Sự dẫn điện • Định luật Ohm's: V=IR Điện (volts = J/C) C = Coulomb Điện trở (Ohms) Cường độ dịng (amps = C/s) • Điện trở riêng, r: - Tính chất vật liệu phụ thuộc hình dạng kích thước RA r  l • Độ dẫn điện s   Diện tích bề mặt Cường độ dịng s r Chapter 18 - Tính chất điện • So sánh điện trở ?  2 r 8r R1   2 D  D    2   D    2D R2     r r R1   2 2D  D      • Tương tự dịng nước ống • Điện trở phụ thuộc hình dạng kích thước  Chapter 18 - Định nghĩa Định nghĩa khác J=s J p) • p-type Tạp chất: (p >> n) Phosphorus atom 4+ 4+ 4+ 4+ s n e m e 4+ 5+ 4+ 4+ 4+ 4+ 4+ 4+ Adapted from Figs 18.12(a) & 18.14(a), Callister & Rethwisch 8e no applied electric field Boron atom hole conduction electron 4+ 4+ 4+ 4+ valence electron 4+ 4+ 4+ 4+ Si atom 4+ 3+ 4+ 4+ no applied electric field s p e mh Chapter 18 -19 Bán dẫn tạp chất: Độ dẫn – Nhiệt độ • Si pha tạp: s tăng với tạp chất reason: imperfection sites extrinsic doping level: 1021/m3 of a n-type donor impurity (such as P) for T < 100 K: "freeze-out“, thermal energy insufficient to excite electrons for 150 K < T < 450 K: "extrinsic" for T >> 450 K: "intrinsic" extrinsic intrinsic freeze-out extrinsic conduction concentration (1021/m3) • Comparison: intrinsic vs undoped Conduction electron lower the activation energy to produce mobile electrons doped 0 200 400 600 T (K) Adapted from Fig 18.17, Callister & Rethwisch 8e (Fig 18.17 from S.M Sze, Semiconductor Devices, Physics, and Technology, Bell Telephone Laboratories, Inc., 1985.) Chapter 18 -20