Dòng điện trong chất bán dẫn là kiến thức lớp 11 của môn vật lý. Bạn đã biết những gì về dòng điện trong chất bán dẫn rồi, vậy thì sau đây hãy cùng đi ôn lại kiến thức về bài học này nhé.
Xem thêm:
Dòng điện trong chất bán dẫn là gì?
Chất bán dẫn và tính chất
– Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Chất bán dẫn hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và hoạt động như một chất dẫn điện ở nhiệt độ cao.
– Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu là silic và gecmani.
– Những biểu hiện quan trọng đầu tiên của chất bán dẫn:
- Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm.
- Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp chất.
- Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác.
– Điện trở suất của kim loại và bán dẫn tinh khiết phụ thuộc khác nhau vào nhiệt độ.
Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn
– Dòng điện trong chất bán dẫn cho thấy quá trình chuyển động ngược chiều điện trường của các Êlectron và cùng chiều điện trường của các lỗ trống bên trong phân tử.
- Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn đơn giản là sự dịch chuyển có hướng của các Êlectron và dòng các lỗ trống.
- Những vật liệu bán dẫn tinh khiết có số Êlectron và lỗ trống tương đương nhau.
- Khả năng dẫn điện của chất bán dẫn tăng khi nhiệt độ tăng lên.
- Con người có thể can thiệp và thay đổi chất bán dẫn bằng cách pha lẫn các tạp chất nhờ những đặc tính đặc biệt trong loại vật liệu này.
Hạt tải điện trong chất bán dẫn – Phân loại
Lớp chuyển tiếp p – n
– Là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn.
Lớp nghèo
– Ở lớp chuyển tiếp p-n hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo. Ở lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương và về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm.
– Điện trở của lớp nghèo rất lớn.
Dòng điện chạy qua lớp nghèo
– Nếu đặt một điện trường có chiều hướng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì lớp nghèo có hạt tải điện và trở nên dẫn điện.
– Vì vậy sẽ có dòng điện chạy qua lớp nghèo từ miền p sang miền n (chiều thuận). Khi đảo chiều điện trường ngoài, dòng điện không thể chạy từ miền n sang miền p (chiều ngược).
Hiện tượng phun hạt tải điện
– Khi dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, các hạt tải điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện gây ra hiện tượng phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác. Tuy nhiên, chúng không thể đi xa quá khoảng 0,1 mm.
Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng Điôt bán dẫn
– Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p -n, có tính chỉnh lưu và được dùng để lắp mạch chỉnh lưu biến điện xoay chiều thành một chiều.
Tranzito lưỡng cực n-p-n. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
– Hiệu ứng tranzito: Là hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở \(R_{CB}\)
Tranzito lưỡng cực n-p-n
- Một lớp bán dẫn loại p rất mỏng kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại n thực hiện trên một tinh thể bán dẫn (Ge, Si, …) là một tranzito n-p-n.
- Tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu điện và dùng để lắp bộ khuếch đại và các khóa điện tử.
