Các eletron chuyển
động ngược chiều điện trường, các lỗ trống
chuyển động cùng chiều điện trường
=> Gây nên dòng điện trong chất bán dẫn. Si Si Si Si Si Si Si Si Si E
=>Tóm lại: đối với chất bán dẫn, sự dẫn điện chủ yếu là các e và các lỗ dương.
B. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
BÀI 2: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN BÁN DẪN
BÀI 3: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN CÓ PHA TẠP CHẤT DẪN CÓ PHA TẠP CHẤT
1. Chất bán dẫn loại n
Khi pha một lượng rất bé chất có hóa trị 5 vào trong chất bán dẫn tinh khiết ta được bán dẫn loại n. Chẳng hạn pha As vào Ge, Ge có 32 e trong đó có 4e hóa trị, chúng liên kết với 5e cua As làm cho tầng ngoài cùng có 9e và chúng không bền, e thứ 9 liên kết yếu với hạt nhân.
Ge e G e G e G e - - e tự do A s
Thực nghiệm và lý thuyết đã xác nhận năng lượng liên kết giảm đi 265 lần. Chỉ cần một năng lượng 0,015eV cũng đủ để nó trở thành e tự do và chuyển động có hướng tạo thành dòng điện. Khi đó, nguyên tử As trở thành ion dương liên kết trong mạng tinh thể không tham gia dẫn điện.
E
0,015eV
Miền tạp chất
Miền tạp chất cách miền dẫn 0,015eV nên ở nhiệt độ thường các elecctron ở miền tạp chất dễ dàng nhảy lên miền dẫn và trở thành electron tự do.
Như vậy đối với chất bán dẫn loại n thì các electron dẫn xem như hạt mang điện cơ bản còn lỗ trống trong miền đầy là hạt không cơ bản hay hạt thiểu số.
2. Chất bán dẫn loại p
Khi pha một lượng rất nhỏ chất có hóa trị 3 vào Si hay Ge ta được bán dẫn loại p.
Ví dụ khi pha In vào Si, In có 3 e hóa trị liên kết với 4 nguyên tử Si kế cận, In thiếu 1 e ở tầng ngoài( không bền) và có xu hướng nhận thêm 1 e để trở thành ion âm. Si Si Si Si In + + - - ion âm
Khi nhận thêm 1e người ta nhận thấy xuất hiện lỗ trống dương gần đấy với mức năng lượng vào khoảng 0,015eV.
Dưới tác dụng của điện trường các electron ở miền đầy dịch chuyển tương ứng với các lỗ trống cùng chiều điện trường.
E
0,015eV
Như vậy, với chất bán dẫn loại p thì sự dẫn điện chủ yếu do lỗ trống, ta gọi là hạt cơ bản và e là hạt thiểu số hay không cơ bản.
§4. Ứng Dụng
1.Diode bán dẫn
Khi hai khối bán dẫn p, n ghép sát nhau ta có một diode bán dẫn.
Các e ở n khuếch tán sang p và ngược lại các lỗ trống từ p khuếch tán sang n, để lại một lớp điện kép tại chỗ tiếp xúc.
Điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng khoảng 0.6V đối với điốt làm bằng bán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt làm bằng bán dẫn Ge
2. Phân cực thuận (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt (vùng bán dẫn P) và điện áp âm (-) vào Katôt (vùng bán dẫn N) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,7V( với Diode loại Si) hoặc 0,2V(với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằng 0, Diode bắt đầu dẫn điện.
Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua.
Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng(vẫn giữ ở mức 0,7V).
3. Phân cực nghịch
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt(bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng