Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)Ph n II: Lý Thuy t Bán D nầ ế ẫ C4: Lý Thuy t Bán D nế ẫ BÀI 4: V T LI U BÁN D N VÀ M I N I P – N.Ậ Ễ Ẫ Ố Ố
Đ có nh ng hi u bi t c b n v ch t bán d n, c n bi t m t s ki n th c v lý thuy tể ữ ể ế ả ề ấ ẫ ầ ế ộ ố ế ứ ề ế
nguyên t c u trúc c a v t ch t Trong chử ấ ủ ậ ấ ương s h c v nh ng v t li u bánẽ ọ ề ữ ậ ệ
d n c b n đẫ ả ược s d ng đ ch t o diode, transistor linh ki n bán d n khác mà taử ụ ể ế ệ ẫ
được h c nh ng chọ ữ ương ti p theo Chúng ta s có m t s khái ni m quan tr ng v lýế ẽ ộ ố ệ ọ ề
thuy t l p ti p xúc P – N, c n thi t đ hi u ho t đ ng c a linh ki n bán d n.ế ế ầ ế ể ể ộ ủ ệ ẫ
Diode r t quan tr ng nh ng ng d ng M t ng d ng mà không th thi u diode làấ ọ ữ ứ ụ ộ ứ ụ ể ế
ngu n ch nh l u Đ c m c b n c a diode cho phép dòng n qua ch m t chi u đồ ỉ ặ ể ả ủ ệ ỉ ộ ề ể
chuy n đ i AC ể ổ DC
Nguyên t Silicon Germanium (Si Ge).ử
Hai lo i ch t bán d n đạ ấ ẫ ượ ục s d ng m t cách r ng rãi Si Ge, c hai nguyên tộ ộ ả
Si Ge đ u có ề e- hóa tr , Si có 14 proton Ge có 32 proton h t nhân.ị ạ
Khi nguyên t Si k t h p l i thành phân t đ hình thành nên ch t r n, chúng t s pử ế ợ ể ấ ắ ự ắ
x p thành m t c u trúc c đ nh g i tinh th Nh ng nguyên t m ng tinh th liên k tế ộ ấ ố ị ọ ể ữ ể ế
v i b ng liên k t đ ng (c ng) hóa tr , đớ ằ ế ộ ị ượ ạc t o thành b i s k t h p c a eở ự ế ợ ủ - hóa trị c a nguyên t ủ
Trong hình bên dưới, ta th y m i nguyên t Si k t h p v i nguyên t Si k t c n Đấ ỗ ế ợ ế ậ ể
nguyên t có th có eử ể - l p ngồi m t nguyên t Si v i eở ớ ộ ử ớ - hóa tr dùng chung eị - v i nguyên t k c n.ớ ế ậ
I S d n tinh th bán d n:ự ẫ ể ẫ
28
Biến áp Chỉnh lưu Filter Ổn áp
AC DC
Sơ đồ khối nguồn chỉnh lưu
+14
Nhân
Lớp Cấu tạo nguyên tử Si
-Si
Si Si Si
Si
(2)-Ph n II: Lý Thuy t Bán D nầ ế ẫ C4: Lý Thuy t Bán D nế ẫ
Nh ng eữ - nguyên t ch t n t i nh ng vùng có m c lử ỉ ạ ữ ứ ượng xác đ nh M iị ỗ l p xung quanh nhân tớ ương ng v i m t m c lứ ộ ứ ượng phân chia b i nh ng kheở ữ
năng lượng, khe s không t n t i eẽ - Hình v vùng lẽ ượng c a nguyên t Siủ ử (khơng k lể ượng bên ngồi) Đi u ch x y 0ề ỉ ả 0 K.
Gi n đ lả ượng
H t d n eạ ẫ - l tr ng:ỗ ố
Tinh th Si t i tể o phịng, lượng to t khơng khí xung quanh nguyên nhân đ eừ ể - vùng c m có đ lấ ủ ượng đ nh y t vùng c m sang vùng d n, tr thành eể ả ấ ẫ - t do.ự
Khi m t eộ - nh y vào vùng d n, ch tr ng mà đ l i vùng c m g i l tr ngả ẫ ỗ ố ể ạ ấ ọ ỗ ố (hole) mang n tích dệ ương Do n u m t eế ộ - nh y lên vùng d n b i tả ẫ ở o hay ánh sáng s cóẽ m t l tr ng vùng c m độ ỗ ố ấ ược g i c p n t – l tr ng S tái h p x y eọ ặ ệ ỗ ố ự ợ ả - vùng d n b m t lẫ ị ấ ượng k t h p v i l tr ng vùng c m.ế ợ ỗ ố ấ
29
Năng lượng
Vùng Vùng Vùng cấm
Vùng dẫn e
-Lỗ trống Năng lượng
to
Giản đồ lượng
Lỗ trống e
-Sơ đồ liên kết
Năng lượng
to
Năng
lượng
Vùng Vùng Vùng
cấm Vùng
dẫn
Khe
lượng
Khơng có e
(3)-Ph n II: Lý Thuy t Bán D nầ ế ẫ C4: Lý Thuy t Bán D nế ẫ
Tóm l i, đ i v i ch t bán d n thu n tạ ố ấ ẫ ầ o phòng, s n t t vùng d n khôngố ệ ự ẫ có liên k t v i h t nhân chuy n đ ng t do, b ng v i s l tr ng vùng c m nh ngế ể ộ ự ằ ố ỗ ố ấ ữ
e- nh y vào vùng d n.ả ẫ
Dòng e- l tr ng:ỗ ố đ t n áp lên kh i bán d n nh hình v ặ ệ ố ẫ ư ẽ
Đi n t t s ch y v phía c c dệ ự ẽ ề ự ương c a ngu n dủ ưới tác đ ng c a n trộ ủ ệ ường Sự
chuy n đ ng c a eể ộ ủ - t g i dòng electron Còn l tr ng s di chuy n theo hự ọ ỗ ố ẽ ể ướng ngượ ềc l i v phía c c âm c a ngu n g i dòng l tr ng.ự ủ ọ ỗ ố
Ch t bán d n, ch t d n ch t cách n:ấ ẫ ấ ẫ ấ ệ xét v m t lề ặ ượng
T hình v ta th y r ng:ừ ẽ ấ ằ
Đ i v i ch t cách n khe lố ấ ệ ượng r ng nên r t eộ ấ - có đ lủ ượng đ nh y vào vùng d n.ể ả ẫ
Đ i v i ch t d n vùng c m vùng d n ch ng l p lên th ln lnố ấ ẫ ấ ẫ ấ ế
có nhi u eề - t vùng d n mà không c n lự ẫ ầ ượng kích thích t bên ngồi.ừ
Đ i v i ch t bán d n khe lố ấ ẫ ượng h p h n so v i ch t cách n.ẹ ấ ệ II Bán d n lo i N bán d n lo i P:ẫ ạ ẫ ạ
1 Bán d n lo i Nẫ ạ :
Đ tăng n ng đ eể ộ - ch t bán d n ch t bán d n thu n, ngấ ẫ ấ ẫ ầ ười ta pha t p ch tạ ấ nhóm V (hóa tr 5) vào ch t bán d n thu n Các nguyên t có eị ấ ẫ ầ - l p là: Arsenicở ớ (Ar), phosphorus (P), antimony (Sb),…
30 V
e -Lỗ trống Dòng e -Dòng
lỗ trống
Vùng dẫn
Vùng cấm
Năng
lượng
Vùng dẫn Khe lượng
Vùng cấm
Năng
lượng
Vùng dẫn Khe
lượn g Vùng cấm
Năng