intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Vật liệu điện – điện tử: Vật liệu bán dẫn và ứng dụng trong công nghệ điện - điện tử

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
238
lượt xem 60
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu điện – điện tử trình bày các nội dung: Giới thiệu chung về chất bán dẫn, phân loại chất bán dẫn, một số chất bán dẫn điển hình, ứng dụng chất bán dẫn trong điện – điện tử, Seminar: Vật liệu bán dẫn cấu trúc nano.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu điện – điện tử: Vật liệu bán dẫn và ứng dụng trong công nghệ điện - điện tử

  1. Bài giảng Vật liệu điện – điện tử VẬT LIỆU BÁN DẪN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GV: PGS. TS Nguyễn  Hồng Quảng
  2. Nội dung bài này 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 2. Phân loại chất bán dẫn 3. Một số chất bán dẫn điển hình 4. Ứng dụng chất bán dẫn trong điện – điện tử 5. Seminar: Vật liệu bán dẫn cấu trúc nano
  3. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn Vật liệu bán dẫn  sự phát triển công nghệ điện tử
  4. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn Định luật Moore: Cứ sau 18 tháng số transistor tích hợp trên IC lại tăng gấp đôi ! Số transistor, ngàn Tốc độ xung nhịp, Mhz Công suất tiêu thụ, W Nhịp đồng hồ, ILP
  5. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.1 Cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết - Điện tử và lỗ trống 1.3. Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P 1.4. Hai quá trình động học của hạt tải trong bán dẫn (sự khuếch tán và sự trôi)
  6. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.1 Cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn Không gian 2 Cấu trúc tinh thể Si & … và của GaAs chiều của Si Ge… Si, Ge và GaAs là 3 chất bán dẫn điển hình, được sử dụng  phổ biến nhất trong công nghệ chế tạo các linh kiện điện tử
  7. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết (loại I) : Điện tử và lỗ trống a)  Ở  0  K,  tất  cả  các  điện  tử trong 1 nguyên tử Si đều  liên  kết  với  các  điện  tử  của  4  nguyên  tử  xung  quanh,  tạo  thành  4  cặp  điện  tử  dùng  chung  (hình  vẽ  ).  Không t ồn tại electron tự do    Bán dẫn ở 0 K là chất cách điện !
  8. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết : Sự tạo thành điện tử và a) Ở lỗệt đ   nhi trống ộ cao hơn, electron lơp ngoài  thu năng lượng,  phá vỡ mối liên kết để tạo thành điện tử tự do (hạt dẫn điện  tử)  c) Đồng thời với việc tạo ra 1 electron tự do trong vùng  dẫn, một lỗ trống cùng tự động được hình thành trong vùng 
  9. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết: sự tạo thành điện tử và lỗ trống Trong bán dẫn tinh  lỗ  khiết, nồng độ điện tử trống và lỗ trống luôn bằng  liên kết  nhau cộng hóa trị ni =  điện  tử pi  điện tử  lỗ trống
  10. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết (loại I) : Điện tử và lỗ trống #  Nồng  độ  hạt  dẫn  trong  bán  dẫn  tinh  khiết  rất  bé  (cỡ 1010 hạt /cm3) ni Si Ge GaAs (cm- 1,1x101 2x1013 2x106 3) 0   Cần tăng số hạt dẫn để tăng dòng  điện
  11. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn Làm thế nào để tăng nồng độ hạt dẫn ? 1) Nung nóng vật liệu (heating) 2) Chiếu sáng thích hợp (lighting) 3) Pha thêm tạp chất  (doping)
  12. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1) Nung nóng vật liệu (heating)  Nồng độ hạt dẫn trong  bán dẫn tăng khi nhiệt độ  tăng   Dòng điện tăng # Khó thay đổi chính xác số  hạt tải được giải phóng  theo nhiệt độ đặt vào 
  13. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 2)  Chiếu sáng bán dẫn bằng ánh sáng Chiếu chùm sáng có năng lượng đủ lớn vào chất bán dẫn thích hợp sẽ  tạo ra được các cặp điện tử ­ lỗ trống: điện tử trong vùng dẫn và lỗ  trống trong vùng hóa trị. Đây chính là nguyên tắc hoạt động của pin mặt  trời
  14. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 3) Pha thêm tạp chất (doping) Khi thay thế một số ngtử  Si  bằng  nguyên  tử  As  hay  Sb  (nhóm  5)  sẽ  làm  tăng số điện tử và tạo ra  bán  dẫn  loại  N.  As  gọi  là  chất  “cho  điện  tử”  :  Donor Ngược lại, nếu thay  một số Si bằng B hay  Tóm lại: nếu pha tạp =  Ga (nhóm 3) sẽ làm  ngtố tăng số lỗ trống, tạo ra  # nhóm 5  bán dẫn loại  bán dẫn loại P. B gọi  N; là chất “nhận e­” :  # nhóm 3  bán dẫn loại  Acceptor P. 
  15. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.3 Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P Đối với bán dẫn loại N (negative: Đối với bán dẫn loại P (positive: âm) dương) ne >> np ne
  16. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.3 Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P Ví dụ: Si ở nhiệt độ phòng (300K)  Cũng với Si ở nhiệt độ phòng, khi pha  ni = 1,1x1010 tạp bởi B với nồng độ na = 1014 /cm3: Pha thêm Sn với tỷ lệ nd= 1015/cm3 Ta có: nn = ni = 1010  nn = ni + nd = 1,1x1010 + 1015     np = ni  + na = 1010 + 1014  1014 1015 Như vậy: np   10000  nn  np = ni = 1,1 x 1010  
  17. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.4 Hai quá trình động học của hạt tải trong BD # 1. Khuếch tán: Là sự di chuyển các hạt từ nơi có nồng độ cao (đậm đặc) sang nơi có nồng độ thấp (loãng hơn), tạo thành dòng khuếch tán.
  18. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.4 Hai quá trình động học của hạt tải trong BD tán: # 1. Khuếch - Dòng khuếch tán giảm dần khi sự chênh lệch nồng độ giảm - Mật độ dòng khuếch tán điện tử - Mật độ dòng khuếch tán lỗ trống: Trong đó: Dn, Dp là hệ số khuếch tán của điện tử và lỗ trống; dn/dx là  tốc độ biến thiên nồng độ trên 1 đơn vị đồ dài theo phương  khuêch tán (gọi là gradient của nồng độ)
  19. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.4 Hai quá trình động học của hạt tải trong BDtrôi: Là sự dịch chuyển có hướng của các # 2. Sự hạt tải dưới tác dụng của điện trường - Khi chưa có điện trường: các hạt tải chuyển động tự do, ngẫu nhiên nên không tạo ra dòng điện; - Khi có điện trường, ngoài chuyển động tự do, ngẫu nhiên, các hạt tải sẽ tham gia thêm chuyển động “trôi” theo điện
  20. 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn # 2. Sự trôi: Là sự di chuyển có hướng của các hạt tải do tác dụng của điện trường; - Dòng trôi do các điện tử tạo thành:    Jn(x) - Dòng trôi do các lỗ trống tạo thành: Jp(x) Trong đó: Jn(x), Jp(x) là mật độ dòng trôi của điện tử và lỗ trống; e  là điện tích nguyên tố, n(x) và p(x) là nồng độ điện tử và lỗ  trống n,  p là độ linh động của điện tử và của lỗ trống; E là điện  trường 
ADSENSE

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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2