lý thuyết bán dẫn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CHƯƠNG Lý thuyết bán dẫn Bùi Minh Thành Bộ môn Kỹ thuật Điện tử - ĐHBK Tp HCM Nội dung Cấu trúc nguyên tử Vật liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Tài liệu tham khảo [1] Theodore F.Bogart, JR, Electronic devices and Circuits,2nd Ed , Macmillan 1991 [2] Lê Phi Yến, Nguyễn Như Anh, Lưu Phú, Kỹ thuật điện tử, NXB Khoa học kỹ thuật [3] Allan R Hambley, Electrical Engineering: Principles and Applications, Prentice Hall,4 edition (2007) [4] Slide giảng môn Kỹ thuật điện tử cô Lê Thị Kim Anh Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Nội dung Cấu trúc nguyên tử Vật liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Cấu trúc nguyên tử • Mỗi nguyên tử bao gồm hạt nhân trung tâm chứa điện tích dương mà ta gọi proton Hạt nhân bao xung quanh electron mang điện tích âm • Số lượng electron với số lượng proton hạt nhân điện tích proton electron nên nguyên tử trung hòa điện Các electron xếp vào ba quĩ đạo xung quanh hạt nhân Ta nói electron chiếm lớp vỏ nguyên tử Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Cấu trúc nguyên tử • Nếu đánh số thứ tự bốn lớp vỏ lớp (lớp gần hạt nhân có số thứ tự 1) số electron tối đa Ne mà lớp vỏ n chứa là: Ne = 2n2 • Mỗi lớp vỏ nguyên tử lại chia thành lớp Lớp vỏ thứ n chứa n lớp • Lớp lớp vỏ chứa electron, lớp chứa nhiều lớp trước electron • Các lớp ký hiệu s, p, d, f Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Cấu trúc nguyên tử VD: Hạt nhân nguyên tử germanium có 32 proton Xác định số electron lớp lớp Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Cấu trúc nguyên tử Khi hấp thu đủ lượng (ví dụ từ nhiệt), electron thoát khỏi nguyên tử trở thành electron tự Chất dẫn điện có nhiều electron tự chất cách điện có electron tự Số electron lớp vỏ ngồi có ảnh hưởng lớn đến tính chất điện vật liệu Vật liệu dẫn điện có electron lớp vỏ ngồi cùng, cần lượng nhỏ giải phóng chúng trở thành electron tự Đối với vật liệu cách điện, lớp vỏ thường liên kết chặt với hạt nhân, chúng có electron tự Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Nội dung Cấu trúc nguyên tử Vật liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Vật liệu bán dẫn - Dựa tính dẫn điện, vật liệu bán dẫn vật liệu cách điện mà vật liệu dẫn điện tốt - Đối với vật liệu dẫn điện, lớp vỏ ngồi ngun tử có electron, có khuynh hướng giải phóng electron để tạo thành electron tự đạt đến trạng thái bền vững - Vật liệu cách điện lại có khuynh hướng giữ lại electron lớp ngồi để có trạng thái bền vững - Vật liệu bán dẫn, có khuynh hướng đạt đến trạng thái bền vững tạm thời cách lấp đầy lớp lớp vỏ - Nguyên tử bán dẫn thực điều cách chia sẻ bốn electron lớp vỏ ngồi với bốn electron bốn nguyên tử lân cận - Các chất bán dẫn điển Gecmanium (Ge), Silicium (Si), Là nguyên tố thuộc nhóm nằm bảng hệ thống tuần hồn Bộ mơn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 10 ... liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Vật liệu bán dẫn - Dựa tính dẫn điện, vật liệu bán dẫn. .. Vật liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 12 Dòng điện bán dẫn - Trong vật liệu dẫn điện...Nội dung Cấu trúc nguyên tử Vật liệu bán dẫn Các dòng điện bán dẫn Bán dẫn loại N bán dẫn loại P Chuyển tiếp PN Phân cực cho chuyển tiếp PN Bộ môn Kỹ Thuật Điện