3/28/2023 7
CHƯƠNG 2. DIODE BÁN DẪN
2.1. Những tính chất cơ bản của vật liệu bán dẫn
-Vật liệu bán dẫn:Là những vật chất ở thể rắn, có thể là tinh
thể đơn/ đơn chất (Single –crystal) hoặc hợp chất
(compound)
+Loại đơnchất: Silicon (Si), Germanium (Ge), antimony
(Sb), arsenic (As), astatine (At), boron (B)
Ghi chú:
Si là vật liệu bán dẫn được dùng phổ biến nhất rồi đến Ge
+Loại hợp chất: gallium arsenide (GaAs), Gallium
arsenide phosphide (GaAsP), gallium nitride (GaN), silicon
carbide.
-Điện trở suất:(cm)
Là thông số để đánh giá độ dẫn điện của vật liệu trong đơn vị
cm khối
3/28/2023 8
l = 1cm
A = 1cm2
R
Chất dẫn Chất bán dẫn Chất cách điện
Bảng các giá trị điện trở suất của một số vật liệu điển hình
3/28/2023 9
-Hệ số liên quan tới độ linh động của hạt dẫn tự do trong vật
liệu bán dẫn relative mobility (
): là khả năng của hạt dẫn tự
do chuyển động trong vật liệu bán dẫn.
Chất bán dẫn
(cm2/V.s)
Si 1500
Ge 3900
GaAs 8500
-Vùng năng lượng
Trong đó:
Wg: mức năng lượng
Với chất bán dẫn: 0 eV <
Wg < 5eV;
Si:Wg = 1,1eV
Ge:Wg = 0,67eV
GaAs: Wg = 1,41 eV
1eV = 1.6 x 10-19J
Một điện tử từ vùng hóa trị (Valence band) muốn lên vùng dẫn
(Conduction band) để tham gia dẫn điện thì phải được cấp một
năng lượng
Wg
Wg
Năng lượng
Vùng hóa trị (vùng đầy):được cấu tạo bởi những mức năng
lượng sát ngoài cùng, là những mức đã bị chiếm đầy tượng
trưng cho các điện tử nằm trong liên kết đồng hóa trị,
không có khả năng dẫn điện
Vùng cấm: Không có mức năng lượng nào để điện tử có thể
tồn tại.
Vùng trống (vùng dẫn):Gồm những mức năng lượng của
lớp ngoài cùng
trong đó còn nhiều mức trống, tại đây điện tử có thể tự do
dịch chuyển trong mạng tinh thể và sẵn sàng tham gia dẫn
điện khi có điện trường ngoài tác động.