Đây là bài giảng Dòng điện trong chất bán dẫn giáo viên cần truyền đạt cho học sinh lấy được ví dụ về bán dẫn tinh khiết, bán dẫn n, bán dẫn p, nêu được các đặc điểm về điện của các loại bán dẫn. Nêu được đặc điểm của lớp tiếp xúc p-n.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Slide bài Dòng điện trong chất bán dẫn - Vật lý 11 - L.N.Ngọc
- Bài 17:
- Kiểm tra bài cũ
Em hãy cho biết điều kiện xuất hiện
dòng điện trong môi trường
Điều kiện 1 Có các hạt tải điện tự do
Điều kiện 2 Đặt trong điện trường ngoài
- Chất bán dẫn là gì?
Chất bán dẫn ( Semiconductor ) là vật
liệu trung gian giữa chất cách điện và
chất d a ã n diện. Chất bán dẫn hoạt
động như một chất cách điện ở nhiệt độ
thấp và hoạt động như một chất dẫn
điện ở nhiệt độ cao
Ba ù n d a ã n ñ ie å n h ìn h v a ø
ñ ö ô ïc d u ø n g p h o å b ie á n n h a á t
la ø s ilic ( S i) v a ø Ge m a n i ( Ge ) .
- ρ 1. Điện trở suất
1020
1015
của bán dẫn có
giá trị naèm trong
1010
khoaûng trung
Điện môi
105 gian giữa ñieän
100 trôû suaát kim
10-5 Bán dẫn loại và ñieän
Kim loại trôû suaát điện
10-10
môi
- Điện trở của
bán dẫn phụ
thuộc vào nhiệt
độ
ρ
- Ở nhiệt độ thấp,
Bán dẫn tinh điện trở suất của
khiết bán dẫn siêu tinh
khiết rất lớn
- Khi nhiệt độ tăng.
Điện trở suất giảm
nhanh, hệ số nhiệt
Kim loại điện trở có giá trị
âm
T0CT
Ta gọi đó là sự
dẫn điện riêng của
bán dẫn
- CÂU HỎI:
C1
Vì sao điện trở suất của kim
loại và bán dẫn lại phụ thụôc
vào nhiệt độ theo cách khác
nhau?
- Kim loại có sẵn một số hạt tải
Đáp án: điện tự do, đó là electron. Do đó, ở
nhiệt độ bình thường, kim loại có
ρ khả năng dẫn điện. Khi nhiệt độ
tăng cao, dao ñoäng nhieät caøng
Bán dẫn tinh maïnh, maïng tinh theå KL caøng
khiết
trôû neân maát traät töï => điện
trở suất tăng dần.
Tuy nhiên, chất bán dẫn ở nhiệt độ
bình thường không có hạt tải điện
Kim loại
tự do, chúng hầu như không dẫn
T điện. Khi nhiệt độ tăng cao, chất
bán dẫn hình thành hai loại hạt tải
điện tự do. Do đó, số hạt tải điện
tự do tăng đột ngột
=> điện trở suất của chúng giảm
- II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn.
Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
Bán dẫn loại n : Hạt tải điện trong đó mang
điện tích âm
Bán dẫn loại p : Hạt tải điện trong đó mang
điện tích dương
- II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn.
Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
2. Electron và lỗ trống
Bán dẫn tinh khiết thường gặp là: Si, Ge, C,…
Silic (Si) có số thứ tự 14- 1s22s22p63s23p2
Si Si
- Ở nhiệt độ
Mô hình mạng tinh thể thấp, gần 0
Silic K, các
electron hóa
Si Si Si trị gắn bó
chặt chẽ
với các
nguyên tử ở
Si Si Si nút mạng.
=> Không
có các
Si Si Si electron tự
do
- Khi nhiệt độ tăng cao
Vậy, ở nhiệt
độ cao luôn
có sự phát
sinh các cặp
Si Si Si
electron daãn
– lỗ trống.
Si Si Si Số electron
và lỗ trống
trong bán
dẫn tinh
Si Si Si khiết bằng
nhau.
- Khi có điện trường đặt vào chất bán
dẫn Các electron
chuyển động
ngược chiều
Si Si Si
điện trường,
các lỗ trống
chuyển động
Si Si Si cùng chiều
E
điện trừơng.
=> Gây nên
Si Si Si
dòng điện
trong chất
bán dẫn.
- NHẬN XÉT:
Vậy, dòng điện trong chaát bán dẫn là dòng
các electron daãn chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu
ñieän tröôøng vaø doøng caùc loã troáng chuyeån
ñoäng cuøng chieàu ñieän tröôøng
Bán dẫn tinh khiết gọi là bán dẫn loại i, ở
bán dẫn tinh khiết, số electron bằng số lỗ
trống.
- Taïp chaát cho ( ñoâno ) vaø taïp chaát nhaän
a) Tạp chất cho ( axepto )
Electron dư trong
Giđônotrong mạng tinh thể Silic có
( ả sử ): nguyên tử
lẫn một nguyên tử phôtpho (P) hoaëcPhôtpho liên kết
Asen ( As ) . yếu với nguyên
tử Phôtpho neân
P:1s22s22p63s23p3 deã trôû thaønh
eâlectron töï do.
Si P Vaäy moãi
nguyeân töû taïp
chaát naøy cho
tinh theå moät
eâlectron daãn
neân goïi chuùng
laø taïp chaát cho
( ñoâno )
- Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có
tạp chất P:
P+ Si Si
Si Si Si
Electron dư
thừa dễ dàng
Si Si Si
tách ra khỏi
nguyên tử
- NHẬN XÉT:
Như vậy, tạp chất P đã tạo thêm các electron tự
do, mà không làm tăng thêm số lỗ trống.
Tr o n g b a ù n d a ã n c o ù p h a t a ïp
c h a á t n a ø y h a ït m a n g ñ ie ä n c h u û
y e á u la ø c a ù c e â le c t r o n
Bán dẫn như vậy được gọi là bán dẫn
electron hay bán dẫn loại n ( h a ït t a û i ñ ie ä n
t r o n g b a ù n d a ã n lo a ïi n c h u û y e á u
la ø e â le c t r o n ) .
- b) Tạp chất nhận ( axepto ):
Giả sử trong mạng tinh thể Silic có
lẫn một nguyên tử Bo (B).
B:1s22s22p63s23p1
Bo nhận một
êlectron liên kết
và sinh ra một lỗ
Si B trống, nên được
gọi là tạp chất
nhận hay axepto
- Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có
tạp chất B:
Một electron
ở liên kết
gần đó có
-
B Si Si
thể chuyển
đến lấp đầy
liên kết
trống này và Si Si Si
tạo thành 1
lỗ trống
mới.
Si Si Si
- NHẬN XÉT:
Như vậy, tạp chất B pha vào bán dẫn Silic đã
tạo thêm lỗ trống, làm cho số lỗ trống nhiều hơn
số electron dẫn.
Tr o n g lo a ïi b a ù n d a ã n p h a t a ïp
c h a á t n a ø y h a ït t a û i ñ ie ä n c h u û y e á u
la ø lo ã t r o á n g
Bán dẫn như vậy gọi là bán dẫn lỗ trống hay
bán dẫn loại p ( h a ït t a û i ñ ie ä n t r o n g
b a ù n d a ã n lo a ïi p c h u û y e á u la ø lo ã
t ro á n g ).
- III. Lớp chuyển tiếp p –
n
Lớp chuyển tiếp p – n l
à chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tí
được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn:
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
