nhưng không tăng mật độ lỗ trống nên hạt tải điện chủ yếu trong BD loại n là electron dẫn.. II.[r]
(1)(2)KIỂM TRA BÀI CŨ
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Dòng điện chân không sinh chuyển động của:
A ion dương âm phát từ catôt bị nung đỏ
B electron đưa từ bên vào khoảng hai cực đặt chân không
C electron phát từ catơt bị nóng đỏ
D electron ion dương phát từ anôt bị nung đỏ
Câu 2: Catơt điơt chân khơng có diện tích mặt ngồi S = 10 mm2 Dịng điện bão hịa qua điơt I
bh = 16 mA Tính số eletron phát từ đơn vị diện tích catơt giây
Giải: Số electron phát từ catơt điơt có dịng điện bảo hòa giây là: N = q / e = I t / e = 1017
(3)(4)I CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN:
1 Chất bán dẫn ?
Bán dẫn chất có tính dẫn điện khơng thể xem kim loại hay điện môi
Tiêu biểu Silic (14Si) Gecmani (32Ge)
2 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 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
(5)O
T
B án
d ẫn
Kim loại
mA Điện trở suất
chất bán dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ như ? Hệ số nhiệt điện trở có giá trị
dương hay âm ? Chất bán dẫn
(6)II.HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN, BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
1 Electron lỗ trống bán dẫn tinh khiết:
Mỗi nguyên tử Silic 14Si ( hay 32Ge ) có electron hóa trị
Khi tạo thành mạng tinh thể,
mỗi nguyên tử Silic liên kết cộng hóa trị với nguyên tử Silic lân cận Các e- hóa trị bị liên kết,
trong mạng khơng có hạt tải điện Vì vậy, nhiệt độ thấp Silic
chất cách điện
Si Si Si Si Si Si Lỗ trống Si Si Si
Electron liên kết
Electron dẫn Mỗi nguyên tử Silic 14Si có
mấy electron có mấy electron lớp
cùng ? Trong mạng
tinh thể, các nguyên tử Silic liên
kết với nhau
(7)1 Electron lỗ trống bán dẫn tinh khiết:
Khi electron bị rứt khỏi mối liên kết, trở thành electron
tự (electron dẫn) để lại lỗ trống thiếu e- liên kết
được xem hạt mang điện dương
Electron lỗ trống hạt tải điện BD tinh khiết.
Dòng điện chất BD tinh khiết dòng electron
dẫn chuyển động ngược chiều điện trường dòng lỗ trống chuyển động đồng thời chiều điện trường.
Trong BD tinh khiết hay BD loại i, electron dẫn lỗ trống có
mật độ nhỏ, chúng gọi hạt tải điện thiều số
(8)II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
2 Bán dẫn loại n tạp chất cho (đôno):
Bán dẫn n bán dẫn tạp chất
có hạt tải điện mang điện âm
Khi pha tạp chất phôtpho (P),
asen (As) antimon (Sb) nguyên tố có e- hóa trị vào mẫu Silic e- thứ nguyên tử tạp trở thành e- tự tinh thể BD, giúp dẫn điện nhiệt độ thấp
Si P
Si Si
Si
Si
Si Si
Si
(9)Mỗi nguyên tử tạp “cho” tinh thể bán dẫn electron dẫn nên
được gọi tạp chất cho hay đôno
Tạp chất cho (đôno) làm tăng đáng kể mật độ electron dẫn
nhưng không tăng mật độ lỗ trống nên hạt tải điện chủ yếu BD loại n electron dẫn
II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
(10)II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
3 Bán dẫn loại p tạp chất nhận (axepto):
Bán dẫn p BD tạp chất có hạt tải điện mang điện dương
Khi pha tạp Bo (B), nhôm (Al) Gali (Ga) nguyên tố có e- hóa trị vào mẫu Silic nguyên tử tạp lấy e- liên kết nguyên tử Silic lân cận sinh lỗ trống mang điện dương, giúp BD dẫn điện nhiệt độ thấp
Si B
Si Si
Si
Si
Si Si
Si
(11)3 Bán dẫn loại p tạp chất nhận (axepto):
II HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN – BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN LOẠI p:
Mỗi nguyên tử tạp “nhận” từ tinh thể e- liên kết nên
được gọi tạp chất nhận hay axepto.
Tạp chất nhận (axepto) làm tăng đáng kể mật độ lỗ
(12)Điện trở suất mật độ hạt tải điện
Điện trở suất mật độ hạt tải điện
của gecmani pha tạp gali 300 K
của gecmani pha tạp gali 300 K
Tỉ lệ tạp chất
Tỉ lệ tạp chất 0 %0 % 1010-6 -6 %% 1010-3-3 % %
Điện trở suất
Điện trở suất 0,5 0,5 1010-1-1 1010-4-4
Mật độ lỗ trống
Mật độ lỗ trống 2,5.102,5.101919 m m-3-3 3,7.103,7.102020 m m-3-3 3,7.103,7.102323 m m-3-3
Mật độ
Mật độ
electron
electron 2,5.102,5.10 19
19 m m-3-3 1,7.101,7.101818 m m-3-3 1,7.101,7.101515 m m-3-3
m m m
So sánh điện trở suất bán dẫn gecmani tinh khiết, gecmani pha tạp gali 10-6% gecmani pha tạp gali 10 -3% nhiệt độ 300 K với với điện trở suất
(13)III LỚP CHUYỂN TIẾP p-n:
1 Vị trí lớp chuyển tiếp p-n:
Lớp chuyển tiếp p-n chỗ tiếp xúc miền BD loại p và miền BD loại n tạo tinh thể BD.
2 Lớp nghèo:
Tại lớp chuyển tiếp p-n có trà trộn vào hai hạt tải
điện e- dẫn lỗ trống hai BD; chúng nối lại liên kết
cùng biến Kquả, hình thành lớp khơng có hạt tải điện, có điện trở lớn, gọi lớp nghèo.
Ở lớp nghèo, phía BD n có ion đơno tích điện dương
về phía BD p có ion axepto tích điện âm
Lỗ trống Electron dẫn
Lớp chuyển tiếp
+ + +
(14)-Câu 1: Phát biểu xác ? Người ta gọi Silic chất bán dẫn vì
A khơng phải kim loại, điện môi B hạt tải điện electron lỗ trống
C điện trở suất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất tác nhân ion hóa khác
D Cả ba lí
CỦNG CỐ
CỦNG CỐ
Câu 2: Hạt tải điện chủ yếu BD loại n, BD loại p hạt ?
Đáp án:
(15)Si Si
Si
Si Si
Si
Si Si
Si
Si Si
Si E
(16)