§ Khi pha tạp Bo B, nhôm Al hoặc Gali Ga là các nguyên tố có 3 e- hóa trị vào mẫu Silic thì mỗi nguyên tử tạp sẽ lấy một e- liên kết của nguyên tử Silic lân cận và sinh ra một lỗ trống m[r]
(1)Giáo Viên: Lop11.com (2) KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Dòng điện chân không sinh chuyển động của: A các ion dương và âm phát từ catôt bị nung đỏ B các electron đưa từ bên ngoài vào khoảng hai cực đặt chân không C các electron phát từ catôt bị nóng đỏ D các electron và ion dương phát từ anôt bị nung đỏ Câu 2: Catôt điôt chân không có diện tích mặt ngoài S = 10 mm2 Dòng điện bão hòa qua điôt Ibh = 16 mA Tính số eletron phát từ đơn vị diện tích catôt giây Giải: Số electron phát từ catôt điôt có dòng điện bảo hòa giây là: N = q / e = I t / e = 1017 Số electron phát từ đơn vị diện tích catôt có dòng điện bảo hòa giây là: n = N / S = 1022 Lop11.com (3) Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN Lop11.com (4) I CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN: Chất bán dẫn là gì ? Bán dẫn là chất có tính dẫn điện không thể xem là kim loại hay điện môi Tiêu biểu là Silic (14Si) và Gecmani (32Ge) Vài tính chất chất bán dẫn: a Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất bán dẫn tinh khiết lớn Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, nghĩa là hệ số nhiệt điện trở bán dẫn có giá trị âm b Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất Chỉ cần có lượng tạp chất nhỏ làm điện trở suất chất bán dẫn thay đổi đáng kể c Điện trở suất số chất bán dẫn giảm đáng kể nó bị chiếu sáng bị tác dụng các tác nhân ion hóa khác Lop11.com (5) Bán dẫn Điện trở suất chất bán dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ nào ? Hệ số nhiệt điện trở có giá trị dương hay âm ? Ánh sáng Chất bán dẫn i m Ki lo mA Lop11.com (6) II.HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN, BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Electron và lỗ trống bán dẫn tinh khiết: § Mỗi nguyên tử Silic ( hay 32Ge ) có electron hóa trị 14Si có Mỗi nguyên tử Silic § Khi tạo thành mạng tinh thể, nguyên tử Silic liênmấy kết electron cộng hóavà đó có electron lớp ngoài cùng trị với nguyên tử Silic lân cận Trong ? Các e hóa trị mạng bị liên kết, tinh mạng không có hạt thể, tải điện các Vì vậy, nhiệt độ thấp Silic làtử chất nguyên cách điện Silic liên kết với nào ? Lop11.com Lỗ trống 14Si Electron liên kết Electron dẫn (7) II HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Electron và lỗ trống bán dẫn tinh khiết: § Khi electron bị rứt khỏi mối liên kết, trở thành electron tự (electron dẫn) thì nó để lại lỗ trống thiếu e- liên kết và xem là hạt mang điện dương § Electron và lỗ trống là hạt tải điện BD tinh khiết § Dòng điện chất BD tinh khiết là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động đồng thời cùng chiều điện trường § Trong BD tinh khiết hay BD loại i, electron dẫn và lỗ trống có mật độ nhỏ, chúng gọi là hạt tải điện thiều số Lop11.com (8) II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Bán dẫn loại n và tạp chất cho (đôno): § Bán dẫn n là bán dẫn tạp chất có hạt tải điện mang điện âm § Khi pha tạp chất phôtpho (P), asen (As) antimon (Sb) là các nguyên tố có e- hóa trị vào mẫu Silic thì e- thứ nguyên tử tạp trở thành e- tự tinh thể BD, giúp nó dẫn điện nhiệt độ thấp Lop11.com Electron tự (9) II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Bán dẫn loại n và tạp chất cho (đôno): § Mỗi nguyên tử tạp “cho” tinh thể bán dẫn electron dẫn nên gọi là tạp chất cho hay đôno § Tạp chất cho (đôno) làm tăng đáng kể mật độ electron dẫn không tăng mật độ lỗ trống nên hạt tải điện chủ yếu BD loại n là electron dẫn Lop11.com (10) II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Bán dẫn loại p và tạp chất nhận (axepto): § Bán dẫn p là BD tạp chất có hạt tải điện mang điện dương § Khi pha tạp Bo (B), nhôm (Al) Gali (Ga) là các nguyên tố có e- hóa trị vào mẫu Silic thì nguyên tử tạp lấy e- liên kết nguyên tử Silic lân cận và sinh lỗ trống mang điện dương, giúp BD dẫn điện nhiệt độ thấp Lop11.com Lỗ trống (+) (11) II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p: Bán dẫn loại p và tạp chất nhận (axepto): § Mỗi nguyên tử tạp “nhận” từ tinh thể e- liên kết nên gọi là tạp chất nhận hay axepto § Tạp chất nhận (axepto) làm tăng đáng kể mật độ lỗ trống không tăng mật độ electron dẫn nên hạt tải điện chủ yếu BD loại p là lỗ trống Lop11.com (12) Điện trở suất và mật độ hạt tải điện gecmani pha tạp gali 300 K Tỉ lệ tạp chất 0% 10-6 % 10-3 % Điện trở suất 0,5 10-1 10-4 Mật độ lỗ trống 2,5.1019 m- 3,7.1020 m-3 3,7.1023 m-3 Mật độ electron 2,5.1019 m- 1,7.1018 m-3 1,7.1015 m-3 So sánh điện trở suất bán dẫn gecmani tinh khiết, gecmani pha tạp gali 10-6% và gecmani pha tạp gali 10 -3% nhiệt độ 300 K với và với điện trở suất các kim loại (khoảng 10-8 ) Lop11.com (13) III LỚP CHUYỂN TIẾP p-n: Vị trí lớp chuyển tiếp p-n: Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc miền BD loại p và miền BD loại n tạo trên tinh thể BD Lớp nghèo: § Tại lớp chuyển tiếp p-n có trà trộn vào hai hạt tải điện là e- dẫn và lỗ trống hai BD; chúng nối lại liên kết và cùng biến Kquả, đây hình thành lớp không có hạt tải điện, có điện trở lớn, gọi là lớp nghèo § Ở lớp nghèo, phía BD n có các ion đôno tích điện dương và phía BD p có các ion axepto tích điện âm Lớp chuyển tiếp Electron dẫn Bán dẫn n Lop11.com + - + - + - + - Lỗ trống Bán dẫn p (14) CỦNG CỐ Câu 1: Phát biểu nào đây là chính xác ? Người ta gọi Silic là chất bán dẫn vì A nó không phải là kim loại, không phải là điện môi B hạt tải điện đó có thể là electron lỗ trống C điện trở suất nó nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ion hóa khác D Cả ba lí trên Câu 2: Hạt tải điện chủ yếu BD loại n, BD loại p là hạt gì ? Đáp án: Hạt tải điện chủ yếu BD loại n là electron Hạt tải điện chủ yếu BD loại p là lỗ trống Lop11.com (15) E Chiều chuyển động electron Chiều chuyển động lỗ trống Lop11.com (16) Lop11.com (17)