Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 1 Chương 1: VẬT LIỆU BÁNDẪN Chương 1: VẬT LIỆU BÁNDẪN Phần 1: Chấtbándẫn Phần 2: Chuyển tiếp P / N Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 2 Phân biệt các chấtbán dẫn, dẫn điện và cách điện : Tầng dẫn Tầng hóa trò Chất cách điện Chất bándẫnChấtdẫn điện Cấu trúc nguyên tử của germanium ; silicon. Vùng cấm Wg Wg 1.1 CHẤTBÁNDẪN 1.1 CHẤTBÁNDẪN Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 3 1.1.1 CHẤTBÁNDẪN THUẦN 1.1.1 CHẤT BÁNDẪN THUẦN NGUYÊN TỬ Liên kết hóa học Ô cơ bản trong cấu trúc mạng tinh thể Cấu trúc mạng tinh thể bándẫn thuần : Ô cơ sở Ge và Si Ô cơ sở của GaAs Mạng bándẫn thuần 1.1 Chấtbándẫn Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 4 Nguyên lý dẫn điện của vật liệu bándẫn thuần : E Lỗ trống Electron tự do 1.1.1 CHẤT BÁNDẪN THUẦN 1.1.1 CHẤT BÁNDẪN THUẦN 1.1 Chấtbándẫn Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 5 1.1.2 BÁNDẪN TẠP CHẤT 1.1.2 BÁNDẪN TẠP CHẤT Nguyên lý dẫn điện của vật liệu bándẫn LOẠI N LOẠI N: E Lỗ trống Electron tự do P P PP 1.1 Chấtbándẫn Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 6 Nguyên lý dẫn điện của vật liệu bándẫn LOẠI P: LOẠI P: E Lỗ trống Electron tự do B B B B B 1.1 Chấtbándẫn 1.1.2 BÁNDẪN TẠP CHẤT 1.1.2 BÁNDẪN TẠP CHẤT Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 7 Bándẫn loại P Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số Bándẫn loại N Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số 1.2 TIẾP XÚC P/N 1.2 TIẾP XÚC P/N E U TX Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 8 1.2 TIẾP XÚC P/N 1.2 TIẾP XÚC P/N Bándẫn loại P Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số Bándẫn loại N Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số E I 0 Dòng hạt thiểu số I 0 EN Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 9 Bándẫn loại P Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số Bándẫn loại N Hạt tải đa số Hạt tải thiểu số 1.2 TIẾP XÚC P/N 1.2 TIẾP XÚC P/N I D Dòng dẫn thuận I D EN E Negnevitsky, Pearson Education, 2002 Negnevitsky, Pearson Education, 2002 10 Hiện tượng đánh thủng tiếp giáp P/N : 0v .7.6 Vz U AK Đoạn phân cực thuận Đặc tuyến giới hạn công suất + - A K Izmax Đoạn phân cực nghòch - + A K Vùng Zener Đánh thủng thác lũ : Do hạt thiểu số tăng tốc theo điện áp gây ion hóa các nguyên tử qua va chạm → dòng thác lũ. Vùng thác lũ (Vz) giảm gần trục tung khi tăng các kích thích trong lớp P và N Đánh thủng xuyên hầm : Khi mật độ tap chất trong bándẫn tăng → E TX lớn gây ra hiệu ứng xuyên hầm lôi kéo các e - trong vùng hóa trò của lớp P vượt qua U TX chảy sang lớp N Đánh thủng nhiệt : Xảy ra do tích lũy nhiệt trong vùng tiếp xúc vượt quá giới hạn → Hư hỏng vónh viễn tiếp xúc 1.2 TIẾP XÚC P/N 1.2 TIẾP XÚC P/N