zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Điện tử cơ bản: Chương 2 - Nguyễn Thị Thiên Trang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:110

Báo xấu

12
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện tử cơ bản - Chương 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Chất bán dẫn thuần, chất bán dẫn pha loại n, p; Cấu tạo nối pn; Phân cực nối pn; Đặc tính nối pn; Đặc tính nối pn; Điện trở và điện dung nối pn; Các loại diode. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử cơ bản: Chương 2 - Nguyễn Thị Thiên Trang

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY – HCM CITY UNIVERSITY OF SCIENCE ĐIỆN TỬ CƠ BẢN CHƯƠNG II: NỐI PN – CÁC LOẠI DIOD Presenter: Nguyen Thi Thien Trang 1
CHƯƠNG II: NỐI PN – CÁC LOẠI DIODE Chất bán dẫn thuần, chất bán dẫn pha loại n, p Cấu tạo nối pn Phân cực nối pn Đặc tính nối pn Điện trở và điện dung nối pn Các loại diode 2
CHẤT BÁN DẪN THUẦN • Qu đ o nguyên t no v i s đi n t 2n2. • Các nguyên t Si(14), Ge (32) có 4 đi n t vòng ngoài cùng nên tương đ i b n. • Tinh th Si ( ho c Ge) do các nguyên t g n nhau có liên k t c ng hoá tr , nên m i nguyên t Si xem như có 8 đi n t vòng ngoài cùng nên khá b n, không có trao đ i đi n t v i nguyên t chung quanh, nên xem như không d n đi n. 3
CHẤT BÁN DẪN THUẦN Mẫu nguyên tử Si14 (theo BOHR) electron - +P N n=1 n=3 n=2 4
CHẤT BÁN DẪN THUẦN Hình 1 Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si có c u t o b n 5
CHẤT BÁN DẪN THUẦN • Tuy nhiên,dư i tác d ng nhi t (ho c ánh sáng, đi n trư ng…), m t s đi n t nh n đư c năng lư ng đ l n hơn năng lư ng liên k t c ng hoá tr ( năng lư ng ion hoá 1.12 eV đ i v i Si và 0,6 eV đ i v i Ge) nên có th b c kh i s ràng bu c nói trên đ tr thành đi n t t do và d dàng di chuy n trong m ng tinh th Si trơ nên d n đi n. • Khi có 1 đi n t rơi kh i v trí s đ l i t i đó m t l tr ng mang đi n tích dương các l tr ng di chuy n ngư c chi u vơi đi n t t do. • Hi n tư ng trên đư c g i là hi n tư ng sinh t o nhi t c p đi n t t do – l tr ng. 6
CHẤT BÁN DẪN THUẦN • Khi có 1 đi n t đ n chi m ch l tr ng làm chúng trung hòa v đi n tích và tái t o l i n i liên k t c ng hóa tr đư c g i là hi n tư ng tái h p c p đi n t – l tr ng. • nhi t đ c đ nh ta có s cân b ng gi a hi n tư ng sinh t o và tái h p c p đi n t – l tr ng, hay: ni = p i n.p = n i2 • V i: ni m t đ đi n t t do trong ch t bán d n thu n pi m t đ l tr ng trong ch t bán d n thu n 7
CHẤT BÁN DẪN THUẦN • Lý thuy t bán d n cho : n = AT 3 exp(−q E g / kT ) 2 i • Trong đó: A là h ng s tuỳ thu c ch t bán d n T nhi t đ tuy t n i (kelvin) oK b ng toC + 2730C Eg năng lư ng c n thi t b gãy n i c ng hoá tr ev = 1,6. 10-19 j k h ng s Bolztman = 1,38.10-23j/oK = 8,8510-5ev/oK q =1,6.10-19C, đi n tích c a đi n t . 300ok, ni =1,5.1010/ cm3 ( Si) = 2,5.1010/cm3 ( Ge) nhưng r t nh so vói m t đ nguyên t trong m ng tinh th (= 5.1022/cm3), nên ch t bán d n thu n d n đi n r t y u. 8
CHẤT BÁN DẪN PHA 1. Chất bán dẫn loại n Pha nguyên tử hoá trị 5 (vd P15)vào tinh thể Si: • P sẽ dùng 4 điện tử vòng ngoài cùng để liên kết cộng hoá trị với 4 điện tử của 4 nguyên tử kế cận • Còn lại một điện tử thứ 5 vì không liên kết nên dễ dàng di chuyển trong mạng tinh thể điện tử tự do dẫn điện. • 1 nguyên tử P cho 1 điện tử tự do,pha nhiều nguyên tử P cho nhiều điện tử tự do hơn dòng điện càng mạnh. 9
CHẤT BÁN DẪN PHA Si P P Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Lo i N h t t i d n đi n đa s là các e. 10
CHẤT BÁN DẪN PHA Ngoài ra, trong đi u ki n nhi t đ trong phòng, còn có sinh t o nhi t c p đi n t – l tr ng nhưng v i n ng đ r t bé. Ch t bán d n lo i n có: Đi n t t do là h t t i đa s m t đ nn, L tr ng là h t t i thi u s , m t đ pn, Nguyên t P là nguyên t cho, m t đ ND, Trong đi u ki n cân b ng nhi t đ ng cho: nn = ND + pn ≈ ND. 2 Và: nn.pn = ni M t đ l tr ng thi u s trong ch t bán d n loai n cho b i: 2 n p n = i N D 11
CHẤT BÁN DẪN PHA 1. Chất bán dẫn loại p • Pha nguyên tử hoá trị 3 (B5) vào tinh thể Si: • B sẽ dùng hết 3 điện tử vòng ngoài cùng để liên kết cọng hoá trị với 3 điện tử của 3 nguyên tử kế cận • Còn lại 1 vị trí thiếu vì điện tử nên xem như có điện tích dương và các điện tử lân cận dễ đến tái kết với lỗ trống của B và để lại ở vị trí đó lổ trông mới và hiện tượng trên cứ tiếp diễn dẫn điệnbằng lỗ trống. • 1 nguyên tử B cho 1 lỗ trống,Pha nhiều nguyên tử B cho nhiều 12 lỗ trống hơn dòng điện càng mạnh .
CHẤT BÁN DẪN PHA Si In B Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Lo i P h t t i d n đi n đa s là các l tr ng. 13
CHẤT BÁN DẪN PHA Ngoài ra, trong đi u ki n nhi t đ trong phòng, còn có sinh t o nhi t c p đi n t – l tr ng nhưng v i n ng đ r t bé. K t lu n: ch t bán d n lo i p có: - Đi n t t do là h t t i thi u s m t đ np, - l tr ng là h t t i đa s , m t đ pp, - nguyên t B là nguyên t nh n, m t đ NA, Trong đi u ki n cân b ng nhi t đ ng cho: pp = NA + np ≈ NA. 2 và: pp.np = n i m t đ đi n t t do thi u s trong ch t bán d n lo i p cho b i: ni 2 np = N A 14
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN Metallurgical Junction Na Nd - - - - - - + + + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + + + P - - - - - - + + + + + + n - - - - - - + + + + + + + + + + + + Space Charge ionized Region ionized acceptors donors E-Field _ _ + + h+ drift = h+ diffusion e- diffusion = e- drift
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN a. Dòng trôi Dòng điện do các hạt tải chịu tác động của điện trường đuợc gọi là dòng trôi. Cường độ dòng điện là tổng số hạt tải điện di chuyển ngang qua tiết diện A với vận tốc v . Mật độ dòng điện trong đơn vị thể tích cho bởi: j = qv trong đó qn = n q ( điện tử tự do) qp = p q ( lỗ trống) v n = µ nξ v p = µ pξ 16
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN • m t đ dòng đi n t ng c ng: J = J n + J p = qn µ nξ + qp µ pξ = = q ( n µ n + µ p p )ξ • theo đ nh lu t ohm ta còn có: J = σξ • suy ra đi n d n su t: σ = q(n µ n + p µ p) • và đi n tr su t: • 1 1 ρ= = ( σ q nµ n + p µ p ) 17
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN b. Dòng khuếch tán • Doøng khueách taùn laø doøng do caùc haït taûi di chuyeån töø nôi coù maät ñoä cao sang nôi coù maät ñoä thaáp. • Maät ñoä doøng khueách taùn cho bôûi: J p = − q D p dp ( A/cm2) ( loã troáng) dx dn J n = q D n ( A/cm2) ( ñieän töû ) dx Vôùi Dpvaø Dn laàn löôït laø heä soá khueách taùn cuûa loã troáng vaø ñieän töû töï do cho bôûi heä thöùc Einstein: D p = D n = kT = µ µ q V T p n 18
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN • Vaø caùc heä thöùc khaùc: D pτ = L 2p p D nτ n = L2 n Lp vaø Ln laàn löôït laø khoaûng ñöôøng töï do trung bình cuûa loã troáng vaø ñieän töû töï do Doøng ñieän toång coäng trong thanh baùn daãn laø: J = J tr + Jkt +++++++ -------------- +++++++ --------------- nhưng không có gì đ c s c. 19
CẤU TẠO NỐI PN p+ n+ lôùp SiO 2 1µ m maøng moûng10 µ m 5µ m n+ p p Giaù (substrate) 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.