chuong 2 ktdt ly thuyet ban dan 1345

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

CÁC LINH KIỆN
BÁN DẪN
Lại Nguyễn Duy
Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông
Email:
30/07/14

1


1. Chất bán dẫn và cơ chế dẫn điện.
2. Chuyển tiếp P – N và đặc tính chỉnh lưu.
3. Diode bán dẫn.
4. Transistor 2 cực tính (BJT – Bipolar Junction Transistor).
5. Transistor trường (FET: Field Effect Transistor).

30/07/14

2


Phần 1: Chất bán dẫn và cơ chế dẫn
điện
1. Mạng tinh thể và liên kết hoá trị.
2. Điện tử tự do và lỗ trống – bán dẫn loại i.
3. Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P.
4. Chuyển động trôi và khuếch tán của hạt

dẫn.

Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

3


Mạng tinh thể và liên kết hố
trị

Si hay Ge có 4 điện tử hố trị.
Cần liên kết ->có 8 điện tử, và trở thành bền vững
->bán dẫn thuần khiết – bán dẫn loại i
Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

4


Điện tử tự do và lỗ trống

Năng lượng

Vùng dẫn
Vùng hóa trị

e-

Khe năng lượng

Khơng có e-

Vùng
2
Vùng
1

Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

5


Điện tử tự do và lỗ trống
Vùng dẫn
Vùng hóa trị

Năng lượng

e-

Lỗ trống

Năng lượng to

Vùng 2
Vùng 1
Giản đồ năng lượng
Điện tử và lỗ trống được gọi là hạt dẫn
Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn

điện

6


Dòng e và lỗ trống
eLỗ trống
Dòng lỗ
trống

Dòng e-

V
Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

7


Chất bán dẫn, chất dẫn và chất cách điện

Vùng dẫn

Khe
năng
lượng
Vùng hóa trị

Năng
lượng

Năng
lượng

Năng
lượng

Vùng dẫn
Khe năng lượng

Vùng
hóa trị

Vùng
dẫn

Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Ch ất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

Vùng hóa
trị

8


Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Chất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

* Bán

dẫn loại N

- Được tạo nên bằng cách pha chất bán dẫn tinh khiết
với As (đối với Ge) hoặc P (đối với Si).
- As/P có 5 điện tử ở lớp ngoài cùng.
Điện tử thứ 5 liên kết yếu hơn với
các nguyên tử xung quanh và hạt nhân
nên dễ trở thành hạt dẫn tự do.
Nguyên tử tạp chất lúc này thành ion
dương.
- Khi có điện trường, các hạt dẫn sẽ
chuyển động có hướng tạo thành dịng
điện. Tạp chất nhóm 5 cung cấp điện
tử cho chất bán dẫn ban đầu nên được
gọi là tạp chất cho.
- Trong chất bán dẫn loại N, ne > pe,
điện tử là hạt dẫn đa số và lỗ trống là

9


Chương 2: Các linh kiện bán dẫn – Phần 1: Chất bán d ẫn và c ơ ch ế d ẫn
điện

* Bán dẫn loại P
- Được tạo nên bằng cách pha chất bán dẫn tinh khiết với In
(đối với Ge) hoặc B (đối với Si).
- B/In có 3 điện tử ở lớp ngoài cùng. Khi tham
gia liên kết với các nguyên tử khác, liên kết
thứ 4 bị bỏ hở. Khi có kích thích 1 trong

những điện tử ở các mối liên kết hoàn chỉnh
sẽ đến thế chỗ vào liên kết nói trên. Nguyên
tử tạp chất lúc này thành ion âm và lỗ trống
xuất hiện.
- Khi có điện trường, các hạt dẫn sẽ chuyển
động có hướng tạo thành dịng điện. Tạp
chất nhóm 3 tiếp nhận điện tử từ chất bán
dẫn ban đầu nên được gọi là tạp chất nhận.
- Trong chất bán dẫn loại P, pe > ne, lỗ trống
30/07/14
là hạt dẫn đa số và điện tử là hạt dẫn thiểu

10