Bài 7: Các chất bán dẫn điện trình bày khái niệm chất bán dẫn, tạp chất trong các chất bán dẫn, nồng độ các hạt tải điện trong chất bán dẫn, điều kiện trung hòa điện trong chất bán dẫn,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của bài giảng.
Nuoâi Nuoâi ññôn tinh the ôn tinh theåå GeGe
§ Chaát baùn daãn laøcaùc chaát coùñoäñoädaãn ñieän s naèm trong khoaûng
10-10 W-1 cm-1
( ñieän moâi) ( kim loaïi ) töø ñeán 104 ‚ 106 W-1 cm-1
§ s cuûa chaát baùn daãn phuïthuoäc nhieàu vaøo caùc yeáu toábeân ngoaøi nhönhieät ñoä,aùp suaát,ñieän tröôøng,töøtröôøng,taïp chaát...
5
laøm taêng ñoädaãn
Pha taïp chaátBovaøo tinh theåSi theo tyûleä1 : 10 ñieän cuûa Si leân1000laàn ôûnhieät ñoäphoøng.
Söïphuïthuoäc cuûa ñieän trôûsuaát r (Wcm)cuûa Si vaøGaAs vaøo noàng ñoätaïp chaát ôû300K
N P
2.105
7.107
Noàng ñoä taïp chaát ( cm-3) ni 1014 1015 1016 1017 1018
12 160 0,9 22 0,2 2,3 9.10-3 0,3 2,1.10-3 3,5.10-2 2,9.10-4 8,0.10-3
40 180 4,5 12 0,6 1,8 0,1 0,3 2,5.10-2 6,2.10-2 1,2.10-2 6.10-3
1019
Söïphuïthuoäc cuûa ñieän trôûsuaát vaøo noàng ñoätaïp chaát
+
=
• Kim loaïi :Ñieän trôûsuaát phuïthuoäcnhieätñoägaànnhötuyeántính
T
o
oC)
vôùi rT = ñieän trôûsuaát ôûnhieät ñoäT ( ro = ñieän trôûsuaát ôûmoät nhieät ñoätham chieáu naøo ñoù To ( thöôønglaø0 hoaëc20 oC) vaø aT = heäsoánhieätcuûañieäntrôûsuaát.
R
=
+
])TT( -
T
a T
[ 1R o
o
• Söïbieán thieân cuûa ñieän trôûtheo nhieät ñoä
Vaätlieäu
Ñtrôûsuaát r (ohm m) Heäsoánhieät treânñoä C Ñoädaãnñieän s x 107 /Wm
.0061 .0068 .00429 6,29 5,95 3,77
Baïc Ñoàng Nhoâm Tungsten
.0045 .00651 .003927 .000002 1,79 1,03 0,943 0,207
Thuûyngaân
Chì
1,59 x10-8 1,68 x10-8 2,65 x10-8 x10-8 5,6 9,71 x10-8 Saét Baïchkim 10,6 x10-8 Manganin 48,2 x10-8 x10-8 x10-8 22 98 ... .0009 0,45 0,10
Chaát baùn daãn :
exp(
)
T rr = o
A kT
exp(
)
-
= ss o
T
A kT
Ñieän trôûsuaát phuïthuoäc nhieät ñoätheo haøm muõ : giaûm khi nhieät ñoätaêng.
Ñôn tinh theåSi nuoâi baè ng kyõ thuaät Czochralski cuûa Haõng Wacker Silitronix Hikari Nhaät baûn.
Ñöôøng kính 300 mm, chieàu daøi hôn 1,2 m.
Ñôn tinh theåSi ñöôøng kính 30 cm ñoäsaïch 99,999999999%
Chaát baùn daãn hôïp chaát( A xB8-x ) :
Chaát baùn daãn nhieàu thaønh phaàn : AlGaAs, InGaAsN , ...
v Taïp chaát thay theá
v Taïp chaát ñieàn khích
Chu kyø Nhoùm
1) Taïp chaát thuoäc nhoùmV trong chaát baùn daãn nhoùmIV
-e
Ion+
3
2
1
r )(
exp[
ar /
]
y
=
-
0
1 a
p
0
Ø Œ º
ø œ ß
Nguyeân töûtöông töïHydrogen: Haømsoùngcuûatraïngthaùi côbaûn laø
Baùn kínhBohr : a0 = 4pereoh2/mee2 xaùcñònhñoämôûroäng veàkhoânggiancuûahaømsoùng.
Nguyeân töûHydrogen : ( er = 1 ) ao = 0,53 A.
Trong traïng thaùi cô baûn n = 1 , EH = -13,6 eV
4
-=
E i
2
4(2
em n ) hepe ro
Naêng löôïng ion hoùa taïp chaát ñoâ-no
4
n
-=
-=
E i
2
6,13 2
4(2
n
) h
m m o
em n epe ro
1 2 e r
Naêng löôïng ion hoùa taïp chaát ñoâ-no
Chaát baùn daãn Ge Si InSb InAs InP GaSb GaAs
Haèng soá ñieän moâi
Eg (eV) ôû 273 K 0,67 1,14 0,16 0,33 1,29 0,67 1,39 m*/mo Electron Ltroáng 0,3 0,5 0,6 0,4 0,4 0,5 0,5 0,2 0,33 0,013 0,02 0,07 0,047 0,072 16 12 18 14,5 14 15 13
er = 16
Ei = 0,01 eV
er = 12 Ei = 0,031 eV
Vôùi pheùp gaàn ñuùng ñaõ duøng, naêng löôïngionhoùa nhönhau cho moïi nguyeân töûtaïp chaát thuoäc nhoùmV.
Treân thöïc teá,naêng löôïng ñoùcoùkhaùc nhau vôùi caùc taïp chaát khaùc nhau,nhöng söïsai khaùc ñoùkhoâng lôùn laém.
Söïxuaát hieän caùc möùc naêng löôïng taïp chaát trong vuøng caám
Khi ñöa caùc nguyeân töûtaïp chaát thuoäc nhoùm Vvaøo GehaySi, trong vuøng caám xuaát hieän caùc möùc naêng löôïng naèm khoâng xa ñaùy cuûa vuøng daãn.
taïp chaát ñoâ-no vaø
Taïp chaát coùtheåcung caáp ñieän töûdaãn ñieän : möùc taïp chaát ñöôïc goïi laø möùc ñoâ-no.
Ec
Möùc ñoâ-no
Eg
Ev
Chaát baùn daãn loaïi N : chaát baùn daãn coùchöùa taïp chaát ñoâno.
Haït taûi ñieän cô baûn: electron Haït taûi ñieän khoâng cô baûn:loã troáng
Söïphuïthuoäc cuûa noàng ñoäelectron daãn vaøo nhieät ñoä
Silicon chöùa 1,15 x 1016 nguyeân töûAs / cm 3
Germanium chöùa 7,5 x 1015 nguyeân töûAs / cm 3
Söïphuïthuoäc cuûa noàng ñoäelectron daãn vaøo nhieät ñoä
mieàn daãn ñieän taïp chaát
mieàn daãn ñieän rieâng
T= 0 K
Ln n
ND3
ND2
ND1
0 1/2kT daãn ñieän rieâng
daãn ñieän taïp chaát
2) Taïp chaát thuoäc nhoùmIIItrong chaát baùn daãn nhoùm IV
Söïxuaát hieän caùc möùc naêng löôïng taïp chaát trong vuøng caám
Khi ñöa caùc nguyeân töûtaïp chaát thuoäc nhoùmIIIvaøo GehaySi, trong vuøng caám xuaát hieän caùc möùc naêng löôïng naèm khoâng xa ñænh vuøng hoùa trò.
taïp chaát ac-xep-to
Taïp chaát coùtheåcung caáp loã troáng daãn ñieän : vaømöùc taïp chaát ñöôïc goïi laø möùc ac-xep-to .
Ec
Eg Möùc ac-xep-to
Ev
Chaát baùn daãn loaïi P : chaát baùn daãn coùchöùa taïp chaát ac-xep-to.
Haït taûi ñieän cô baûn: loã troáng Haït taûi ñieän khoâng cô baûn: electron
Baùn daãn loaïi P
q Noàngñoäelectron :
Noàng ñoähaït taûi ñieän( n o vaø po )trong ñieàu kieän caân baèng . Vôùi chaát baùn daãn ñieän baát kyø(rieâng hoaëc taïp chaát) trong ñieàu kieän caân baèng ôûnhieät ñoäT
Ec’
Vuøng daãn
q Noàngñoäloãtroáng :
Ec
Vuøng hoùa trò
Ev
Ev’
dE)E(f)E(g
n o
'E c (cid:242)= E c
2/3
2/1
)E(g
)
(4 = p
)EE( - c
m2 n 2
h
g(E)laømaät ñoätraïng thaùi
mn laøkhoái löôïng hieäu duïng cuûa electron trong vuøng daãn , E c laø naêng löôïng ôûñaùy cuûa vuøng daãn.
vaøhaøm phaân boá
2/3
2/1
dE
)
(4 p
=
)EE( - c
n o
m2 n 2
F
h
1
exp
+
1 EE - kT 1.môûroäng giôùi haïn laáy tích phaân ra ñeán voâ cuøng
( khiElôùn, f(E)tieán ñeán0 ).
Choïn goác tính naêng löôïng ôûñaùy vuøng daãn : E c = 0
2. Vôùi chaát baùn daãn khoâng suy bieán : Ec – EF >>kT Coùtheåduøng gaàn ñuùng sau :
¥
1 2
3 2
)
exp
E
exp
dE
(4 p
=
-
n o
m2 n 2
(cid:242)
E F kT
E kT
h
0
¥
3 2
1 2
exp
E
exp
)
dE
-
=
=
(4 p
n o
m2 n 2
E F kT
E kT
h
0
¥
x
-
3 2
)
exp
1 2 ex
dx
=
(4 p
kTm2 n 2 h
0
vôùi
¥
x
-
)n(
1n - e
x
dx
G
=
(cid:242)
)n(
G
G
0 )1n( -
=
)1n( -
(
)
G
=
p
1 2
Theoñònh nghóa vaøtính chaát cuûa haøm Gamma :
¥
x
-
3 2
)
exp
1 2 ex
dx
(4 p
=
=
n o
E F kT
kTm2 n 2 h
(cid:242) 0
3 2
)
)
exp
(
(4 p
·
G
3 2
E F kT
kTm2 n 2 h
E
E
c
3 2
(2
)
exp
N
exp(
)
=
=
n o
c
kTm2 p n 2
E F kT
- F kT
h
maät ñoätraïng thaùi ruùt goïn cuûa vuøng daãn
2/3
2/3
15
2/3
3
-
n
cm(
)
T
N
10.831,4
=
=
c
kTm2 p n 2
h
(cid:230) 2 (cid:231) Ł
(cid:246) (cid:247) ł
m m o
(cid:230) (cid:231)(cid:231) Ł
(cid:246) (cid:247)(cid:247) ł
E
E
E
E
v
F
v
F
3 2
(2
)
exp
N
exp
=
=
v
p o
kTm2 p p 2
- kT
- kT
h
maät ñoätraïng thaùi ruùt goïn cuûa vuøng hoùa trò
c
3 2
3 2
E E E
3 )mm() n p
3 )mm() n p
g kT
(4 exp (4 exp = = - pn oo kT2 p 2 kT2 p 2 - v kT h h
Vôùi moät chaát baùn daãn cho tröôùc vaøôûnhieät ñoä Tcoáñònh, tích nopo laømoät haèng soá :
E
3 4
(2
exp
=
-
n i
3 2 )mm() n p
kT2 p 2
g kT2
h
Vôùi chaát baùn daãn rieâng : n0 = p0 = ni
N
N
=
+
n o
p o
+ D
- A
+ + töông öùng laønoàng ñoäionacxepto vaønoàng ñoäionñoâno.
Vôùi moät chaát baùn daãn baát kyø,ñieàu kieän trung hoøa ñieän
- , ND
NA
E
E
E
E c
v
F
N
exp(
exp(
)
N) =
c
v
- kT
E
E
v
c
v
exp
exp
=
- F kT E2 F kT
N N
+ kT
c
m
E
E
E
E
p
v
c
v
c
v
E
ln
ln
=
+
=
+
F
+ 2
kT 2
N N
kT3 4
m
+ 2
c
n
Chaát baùn daãn rieâng : no = po
Möùc Fermi trong caùc chaát baùn daãn
m
E
E
p
c
v
E
ln
=
+
Fi
kT3 4
m
+ 2
n
Vuøng daãn
Vuøng daãn
Vuøng daãn
Chaát baùn daãn rieâng
Ec Ec
Ec EF
EFi
Vuøng hoùa trò
Vuøng hoùa trò
Vuøng hoùa trò
Ev EFi Ev Ev
Chaát baùn daãn rieâng loaïi N loaïi P
Caùc haït taûi ñieän caân baèng
§ Trong kim loaïi, treân thöïc teáta khoâng theålaøm thay ñoåi noàng ñoä haït taûi ñieän trong theåtích.
§ Trong caùc chaát baùn daãn coùtheålaøm thay ñoåi ñaùng keånoàng ñoä haït taûi trong theåtích ( do ñoàng thôøi coùtheåtoàn taïi hai loaïi haït taûi ñieän: electron vaøloã troáng mang ñieän tích ngöôïc daáu nhau) nhôø caùc taùc nhaân beân ngoaøi nhöchieáu saùng chaát baùn daãn vôùi aùnh saùng coùnaêng löôïngphoton baèng hoaëc lôùn hôn ñoäroäng vuøng caám E g… Söïtaïo thaønh caùc haït taûi ñieän dö( haït taûi ñieän khoâng caân baèng ) laøm thay ñoåi nhieàu ñoädaãn ñieän ôûtrong theåtích.
Khi môùi ñöôïc taïo thaønh, ñoäng naêng cuûa caùc haït taûi ñieän khoâng caân baèng coùtheåvöôït xa naêng löôïng nhieät trung bình cuûa caùc haït taûi ñieän caân baèng. Nhöngdo taùn xaïvôùi maïng tinh theåchuùng nhanh choùng nhöôøng naêng löôïng vöôït troäi ñoùvaøkhoâng coøn phaân bieät ñöôïc vôùi caùc haït taûi ñieän caân baèng.
Noàng ñoähaït taûi ñieän baèng
3 2
)kTm2(2
p
exp
=
=
n 0
dE)E(f)E(g 0
n 3
(cid:242)
E F kT
h
3 2
)kTm2(2
p
exp
n
=
=
dE)E(f)E(g e
n 3
(cid:242)
E Fn kT
h
fe (E) laøhaøm phaân boákhoâng caân baèng cuûa ñieän töû .
E
E
Fn
F
exp
nn = o
E
- kT E -
F
Fp
p
exp
=
p o
kT
E
E
-
Fn
Fp
np
exp
=
pn oo
kT
EFn vaø EFp töông öùng ñöôïc goïi laø chuaån möùc Fermi cuûa electron vaøloã troáng
Hieäu naêng löôïng EFn - EFp ñaëc tröng cho ñoäleäch khoûi traïng thaùi caân baèng
np
)pn
n
=
=
-
-=
D
+ DDD
g o
g r
g r
n( o
pp + o
dn dt
dp dt
Vôùi chaát baùn daãn ñieän rieâng Dn = Dp
t
(
)
1 n + o
g r
p o
* Tröôøng hôïp kích thích yeáu Dn << n0 + p0 dn dt =
t laøthôøi gian maøsau ñoùnoàng ñoähaït taûi ñieän khoâng caân baèng giaûm ñie laàn - thôøi gian soáng cuûa electron( loã troáng).
* Tröôøng hôïp kích thích maïnh Dn >> n0 + p0
Trong caùc chaát baùn daãn taïp chaát, noùi chung tn „ tp
Caùc quaùtrình taùi hôïp trong caùc chaát baùn daãn Thôøi gian soáng t cuûa caùc haït taûi ñieän do caùc quaùtrình taùi hôïp xaåy ra beân trong chaát baùn daãn quy ñònh .
Coùtheåphaân loaïi caùc quaùtrình taùi hôïp thaønh
1.Taùi hôïp vuøng –vuøng
2.Taùi hôïp thoâng qua baãy
3.Taùi hôïp maët ngoaøi
4.Taùi hôïp Auger
(1) (2) (4)
Neáu trong chaát baùn daãn ñoàng thôøi xaåy ra caû3 quaùtrình taùi hôïp noùi treân thìthôøi gian soáng t cuûa caùc haït taûi ñieän ñöôïc tính theo coâng thöùc : 1 t
§
Electron naèm trong tinh theåchòu söïtöông taùcCoulomb töø phía caùcion döông cuûa maïng. Moät electron muoán thoaùt khoûi chaát raén caàn toán moät naêng löôïng xaùc ñònh naøo ñoù.
2
exp
AT
=
-
js
F kT ñöôïc goïi laø doøng phaùt xaïnhieät ñieän töû . A laømoät haèng soákhoâng phuïthuoäc vaøo vaät lieäu
2
A
=
4 ekm op 3 h
§ Maät ñoädoøng phaùt xaïnhieät ñieän töû( doøng ñieän tích cuûa caùc electron ñi ra chaân khoâng trong moät ñôn vò thôøi gianqua 1 ñôn vò dieän tích cuûa vaät lieäu ôûmoät nhieät ñoäT ) :
F = E0 - EF laø coâng röùt ñieän töû .
Eo
FBDN FKL FBDP
Ec
EF
EF EF
Ev
VII. Tieááp xup xuùùc kim loa VII. Tie n daãn c kim loaïïii -- chachaáát bat baùùn daãn
ng naêng lööôôïïng cu ng cuûûa lôa lôùùp chuye p chuyeåån tien tieááp kim loa p kim loaïïii -- babaùùn n
2) Giaûûn n ññooàà vuvuøøng naêng l 2) Gia daãndaãn Giaûthöûchaát baùn daãn laøloaïiN vaøcoùcoâng thoaùt ñieän töû fBd < fKL.
Soáelectron thoaùt khoûi chaát baùn daãn ñeåsang kim loaïi seõ lôùn hôn soá electron chuyeån ñoäng theo chieàu ngöôïc laïi (cid:224) phía kim loaïi coùtích ñieän aâm coøn phía chaát baùn daãn maát ñi moät soáelectron ñeålaïi caùc ion ñoâno döông khoâng ñöôïc trung hoøa: xuaát hieän ñieän tröôøng ôû ranh giôùi höôùng töøchaát baùn daãnsang kim loaïi.
Ñieän tröôøng naøy ngaên caûn söïchuyeån ñoäng cuûa electron töøchaát baùn daãnsang kim loaïi nhöng khoâng aûnh höôûng ñeán caùc electron chuyeån ñoäng töøkim loaïisang chaát baùn daãn.
Do taùc duïng naøy maøñeán moät luùc naøo ñoùseõ ñaït traïng thaùi caân baèng : ôûranh giôùi cuûa hai vaät lieäu xuaát hieän moät ñieän tröôøng oån ñònh E0,ñöôïc goïi laø ñieän tröôøng tieáp xuùc.
2
eU
f
BD
0
exp
j
AT
=
-
j
AT
2 exp
=
-
KL
ÔÛ traïng thaùi döøng, doøngelectron ñi töøchaát baùn daãnsang kim loaïi jBD baèng doøng electron ñi töøkim loaïisang chaát baùn daãn j KL
BD
f KL kT
+ kT
=
Töønhöõng ñaùnh giaùsô boäveàcaùc lôùp ñieän tích khoâng gian vaøtính ñeán hieäu öùng ñöôøng haàm khi khed heïp ta coùtheåveõ giaûn ñoànaêng löôïng cho lôùp chuyeån tieáp kim loaïi-baùndaãn trong ñieàu kieän caân baèng nhöôûhìnhôûslide sau.
lôùp ñoái
Trong tröôøng hôïp fKL < fBD-N , mieàn ñieän tích theåtích coùñieän trôûnhoûneân ñöôïc goïi laø ngaên.
Mieàn ñieän tích theåtíchw treân maët chaát baùn daãn coùñieän trôûraát lôùnso vôùi ñieän trôûcuûa kim loaïi vaøcuûa mieàn baùn daãn trung hoøa. Lôùp ñoùthöôøng ñöôïc goïi laø lôùp ngaên.
Möùc chaân khoâng
Möùc chaân khoâng
Kim loaïi -BDÑloaïi N Kim loaïi -BDÑloaïi P
Phaân cöïc thuaän
Phaân cöïc ngöôïc
VII. Tieááp xup xuùùc kim loa VII. Tie n daãn c kim loaïïii -- chachaáát bat baùùn daãn
3) 3) ÑÑaaëëc trc trööngng Von Von -- Ampe cu Ampe cuûûa chuye a chuyeåån tien tieááp kim loa n daãn p kim loaïïii -- babaùùn daãn
Khi chöa ñaët ñieän aùp ngoaøi leân heäkim loaïi-baùn daãn, doøng electron töøkim loaïisang chaát baùn daãn baèng doøng electron töøchaát baùn daãnsang kim loaïi :
Doøng toång coängqua lôùp chuyeån tieáp
Ñaët ñieän aùp ngoaøiV leân heäcoùhình thaønh lôùp ngaên. Do ñieän trôû cuûa lôùp ngaên raát lôùn neân gaàn ñuùng, coùtheåxem toaøn boäñieän aùp ngoaøi suït treân lôùp ngaên ñoù. Khi lôùp ngaên ñuûmoûng coùtheåboûqua söïsinh vaøtaùi hôïp caùc haït taûi ñieän trong lôùp ñoù.
eV
f
-
+
2
BD
o
exp
exp
AT
j
=
=
-
BD
j s
eV kT
1. Phaân cöïc thuaän lôùp chuyeån tieáp : Ñieän aùpV taïo neân ñieän tröôøng ngöôïc chieàu vôùi ñieän tröôøng tieáp xuùc E0 . Ñieän tröôøng ngoaøi laøm giaûm haøng raøo theánaêng ñoái vôùi caùc electron chuyeån ñoäng töøchaát baùn daãnsang kim loaïi vaødo ñoù laøm thay ñoåi jBD maøø khoâng aûnh höôûng gìñeán doøng j KL : jKL = js eU kT Doøng toång coängqua lôùp chuyeån tieáp
j
V
2. Phaân cöïc ngöôïc lôùp chuyeån tieáp : Ñieän aùpV taïo neân ñieän tröôøng cuøng chieàu vôùi ñieän tröôøng tieáp xuùc E0 . Ñieän tröôøng ngoaøi laøm taêng haøng raøo theánaêng ñoái vôùi caùc electron chuyeån ñoäng töøchaát baùn daãnsang kim loaïi vaødo ñoùlaøm thay ñoåi jBD maøø khoâng aûnh höôûng gìñeán doøng j KL :
jKL = js
2
BD
o
eV f + +
BD
j AT exp exp = - = - j s eU kT
eV kT j
Doøng toång coängqua lôùp chuyeån tieáp
V
Caùc caùch cheátaïo
+ Phöông phaùp noùng chaûy
+ Pha taïp trong quaùtrình keùo ñôn tinh theåbaùn daãn
+ Phöông phaùp khueách taùn taïp chaát vaøo chaát baùn daãn ôû
nhieät ñoäcao.
Phöông phaùp plana.
Trong caùc caùch cheátaïo treân lôùp chuyeån tieápP-N ñöôïc
hình thaønh treân cuøng moät ñôn tinh theå .
Khi môùi ñöôïc hình thaønh lôùp chuyeån tieáp, do coùcheânh leäch veà noàng ñoäcuûa caùc haït taûi ñieän( electron vaøloã troáng) trong hai mieàn, xaåy ra caùc quaùtrình khueách taùn sau :
electron khueách taùn töømieànN sang mieàn P
loã troáng khueách taùn töømieànP sang mieànN.
Keát quaûcuûa caùc quaùtrình khueách taùn : mieànN xuaát hieän caùc ion ñoâno döông khoâng ñöôïc trung hoøa vaøbeân mieànP coøn laïi caùc ion acxepto aâm khoâng ñöôïc trung hoøa bôûi loã troáng.
ÔÛranh giôùi cuûa 2 mieàn hình thaønh ñieän tröôøng höôùng töø mieànN sang mieànP. Ñieän tröôøng naøy coùtaùc duïng haïn cheáquaù trình khueách taùn cuûa caùc haït taûi ñieän neân ñeán moät luùc naøo ñoùseõ ñaït tôùi traïng thaùi caân baèng.
Chuyeån tieáp P –N : ñieàu kieän caân baèng
BDÑ-P BDÑ-N
doøng electron töøN sang P
Trong mieàn ñieän tích theåtích Wôûranh giôùi cuûa hai mieàn Nvaø P coùñieän tröôøng tieáp xuùc E0 vaø
doøng loã troáng töøP sang N :
jn = jns : doøng electron töøP sang N jp = jps : doøng loã troáng töøN sang P
doøng toång coängqualôùp chuyeån tieáp
:
Chuyeån tieáp P –N : ñieàu kieän caân baèng
EcP
EcN EF EvP
EvN
EcP
eUo
EcN EF EvP
EvN
Chuyeån tieáp P –N : ñieàu kieän caân baèng
P
eUo
N
TheTheáá hiehieääu tieu tieááp xup xuùùcc
2 n0P p0P = ni
Trong mieànP :
EiP EF
EiN
E
E
iP
iN
exp
=
exp
=
n oN
p oP
2 n i
eU o kT
- kT
p n oN oP 2 n i
U
Ln
Ln
=
=
o
kT e
kT e
n oN n oP
p oP p oN
Theáhieäu tieáp xuùc :
)
V
(
o
U
Theáhieäu tieáp xuùc phuïthuoäc vaøo noàng ñoätaïp chaát trong caùc chuyeån tieáp P+ N hoaëc N+ P
Na hoaëc Nd ( cm-3 )
Xeùt lôùp chuyeån tieápP-N .
Coùcaùc doøng sau chaïyqualôùp chuyeån tieáp ñoù :
+doøng loã troáng töømieànP sangmieànN :
( doøng haït taûi ñieän cô baûn )
+doøng loã troáng töømieànN sangmieànP :
( doøng haït taûi ñieän khoâng cô baûn )
+doøng electron töømieànN sangmieànP :
( doøng haït taûi ñieän cô baûn )
+doøng electron töømieànP sangmieànN :
( doøng haït taûi ñieän khoâng cô baûn )
Khi khoâng ñaët ñieän aùp ngoaøi vaøo,doøng toång coängqualôùp chuyeån tieáp
trong ñoù
EiP EF
poN vp
EiN
Ñaët ñieän aùp Vleân heäP-N.
§ Do ñieän trôûcuûa lôùp ñieän tích theåtiùch raát lôùn neân gaàn ñuùng coù theåxem toaøn boäVsuït heát treân mieàn naøy.
§ Xeùt tröôøng hôïp lôùp ngaên moûng ñeåcoùtheåboûquacaùc quaùtrình sinh vaøtaùi hôïp caùc haït taûi ñieän trong mieàn naøy.
Söïgiaûm naøy khoâng aûnh höôûng gìñeán caùc doøng haït taûi ñieän khoâng cô baûn nhöng laøm taêng caùc doøng haït taûi ñieän cô baûn :
Doøng toång coängqualôùp chuyeån tieáp
Mieàn ngheøo
b. Chuyeån tieáp P –N : phaân cöïc ngöôïc
e(Uo+V)
V
Ñieän aùp Vtaïo ñieän tröôøng ngoaøi cuøng chieàu vôùi ñieän tröôøng tieáp xuùc. Dohai ñieän tröôøng cuøng chieàu nhau neân ñieän tröôøng toång coäng trong lôùp chuyeån tieáp taêng leân.Theáhieäu tieáp xuùc baây giôø baènge ( U 0 + V ) .
Söïtaêng theánaøy khoâng aûnh höûông gìñeán caùc doøng haït taûi ñieän khoâng cô baûn nhöng laøm giaûm caùc doøng haït taûi ñieän cô baûn :
Doøng toång coängqualôùp chuyeån tieáp
Keát hôïp caùc keát quaûtreân,coùtheåvieát bieåu thöùc cuûa ñöôøng ñaëc tröngVon -Ampe döôùi daïng
vaødaáu-khi phaân cöïc ngöôïc.
js
vôùi
phuïthuoäc nhieàu vaøo nhieät ñoä .
![Trắc nghiệm Mạch điện: Tổng hợp câu hỏi và bài tập [năm hiện tại]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251118/trungkiendt9/135x160/61371763448593.jpg)
