dòng điện trong chất bán dẫn

TiÕt 2 :
iii. Líp tiÕp xóc p - n
iv. ®ièt b¸n dÉn. M¹ch chØnh lu dïng ®ièt b¸n dÉn.
V. Tranzito lìng cùc n - p - n .
cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng
TiÕt 1 :
i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
ii. h¹t t¶i ®iƯn trong chÊt b¸n dÉn.
B¸n dÉn lo¹i n vµ b¸n dÉn lo¹i p
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i
như gemani , silic .
10
15
10
20
10
5
10
10
10
0
10
-10
10

-5
( . )m
ρ
Ω
Kim loại
Bán dẫn
Điện mơi
So sánh điện trở
suất của Bán Dẫn
với điện trở suất
của Kim Loại và
điện môi
ρ(kl) < ρ(bd) < ρ(đm)
So sánh sự phụ thuộc điện
trở suất của Kim Loại vào
nhiệt độ với sự phụ thuộc
điện trở suất của Bán Dẫn
vào nhiệt độ ?
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .
i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
0
(1 )t
ρ ρ α
= + ∆
TN
0

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i
như gemani , silic .

T
ρ(bd)
T
ρ(kl)
- Điện trở suất Bán Dẫn
thay đổi như thế nào khi
pha thêm lượng nhỏ tạp
chất , bò chiếu sáng , bò
tác nhân tác dụng .
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .
- Sự phụ thuộc điện trở suất của Bán dẫn và Kim Loại vào nhiệt độ
là ngược nhau
nhiệt độ thấp , điện trở suất của BD siêu tinh
khiết rất lớn , khi nhiệt độ tăng điện trở suất giảm
nhanh , (hệ số nhiệt điện trở có giá trò âm ).
- Điện trở suất của Bán dẫn giảm khi pha thêm tạp
chất bò chiếu sáng ,tác dụng của tác nhân ion hoá .
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
?

Hạt mang điện tự do trong
chất bán dẫn là những hạt

nào ?
Có phải ion âm
Ion dương
Electron
Hay là loại hạt mang điện nào ?
Chất Bán Dẫn có mấy loại ,
dựa vào đặc điểm nào để phân
loại chất Bán Dẫn ?
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN
DẪN , BÁN DẪN LOẠI n VÀ BÁN DẪN
LOẠI p .

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán
Dẫn
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n
VÀ BÁN DẪN LOẠI p .

-
Nguyªn tư Si cã mÊy electron líp ngoµi cïng ?
- Xét Bán Dẫn tinh khiết điển hình silic (si )
electron
- Khi liên kết các nguyên
tử Si liên kết bằng loại
liên kết nào ?
Silic (Si) có số thứ tự 14- 1s
2
2s

2
2p
6
3s
2
3p
2
Si
Si
Si
Si
Si
Si

8
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
Mơ hình mạng tinh thể Silic tinh
Mơ hình mạng tinh thể Silic tinh
khiết
khiết
Ở nhiệt độ thấp,,
các electron hóa
trị gắn bó chặc chẽ
với các ngun tử
ở nút mạng.
=> Khơng có các
electron tự do
Cặp electron hoá trò dùng chung
điều kiện nhiệt
dộ thấp trong
mạng tinh thể có
hạt mang điện tự
do ?

9
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Khi nhiệt độ tăng cao
Khi nhiệt độ tăng cao
Vậy, ở nhiệt
độ cao ln
có sự phát
sinh các cặp
electron – lỗ
trống.
Số electron
và lỗ trống
trong bán
dẫn tinh
khiết bằng
nhau.
Lỗ Trống
Lỗ Trống


Hạt mang điện tự
Hạt mang điện tự

do trong bán dẫn
do trong bán dẫn
là hạt nào ?
là hạt nào ?
Electron tự do
Electron tự do


Gồm
Gồm
:
:
Lỗ Trống
Lỗ Trống
Electron
Electron
dẫn
dẫn



i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán
Dẫn
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n
VÀ BÁN DẪN LOẠI p .
Gåm : + Eletron tù do : mang ®iƯn tÝch ©m .
+ Lç trèng : mang ®iƯn tÝch d/¬ng.

- Bán dẫn tinh khiết thì số lỗ trống bằng số electron

Nếu pha tạp chất thì trong bán dẫn
có gì khác biệt ?
Nguyên tử photpho có 5
Nguyên tử photpho có 5
electron ở lớp ngoài .
electron ở lớp ngoài .
Giả sử trong mạng tinh thể Silic có lẫn một
ngun tử phơtpho (P).
Si
Si
P
P
Electron dư trong
ngun tử
Phơtpho liên kết
yếu với ngun tử
Phơtpho.
P:1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
3

Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp
Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp
chất P
chất P
hopho
hopho
:
:
Si
Si
P
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
Electron dư
thừa dễ
dàng tách

ra khỏi
nguyên tử
Electron thöøa
Electron thöøa
Electron
Electron
daãn
daãn
CĐ

13

Như vậy, tạp chất Photpho đã tạo thêm các
electron tự do, mà khơng làm tăng thêm số lỗ trống.

Bán dẫn có hạt tải điện cơ bản là electron gọi là
bán dẫn loại n.
NHẬN XÉT:
NHẬN XÉT:
số electron nhiều hơn số lỗ trống

Ta gọi electron là hạt tải điện cơ bản hay đa số , lỗ trống là hạt
tải điện khơng cơ bản hay thiểu số.

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán Dẫn
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n
VÀ BÁN DẪN LOẠI p .

- Gåm : + Eletron tù do : mang ®iƯn tÝch ©m .
+ Lç trèng : mang ®iƯn tÝch d/¬ng.
- Bán dẫn tinh khiết thì số lỗ trống bằng số
electron
- Bán dẫn n là Bán Dẫn có số electron nhiều
hơn số lỗ trống .

Giả sử ta pha tạp chất có 3
Giả sử ta pha tạp chất có 3
electron ngoài cùng
electron ngoài cùng
Giả sử trong mạng tinh thể Silic có lẫn một
ngun tử Bo (B).
B:1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1
Si
Si
B
B
Lỗ trống tạo nên
do ngun tử Bo
thiếu 1 electron

liên kết với 1
ngun tử Silic
lân cận

Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp
Mô hình mạng tinh thể bán dẫn có tạp
chất B:
chất B:
Si
Si
B
B
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
-
Một electron
ở liên kết gần
đó có thể

chuyển đến
lấp đầy liên
kết trống này
và tạo thành
1 lỗ trống
mới.


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 .

Ta gọi lỗ trống là hạt tải điện cơ bản hay đa
số , electron là hạt tải điện không cơ bản hay
thiểu số.

Bán dẫn như vậy gọi là bán dẫn lỗ trống
hay bán dẫn loại p.
NHẬN XÉT:
NHẬN XÉT:

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán Dẫn
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n
VÀ BÁN DẪN LOẠI p .
- Gåm : + Eletron tù do : mang ®iƯn tÝch ©m .
+ Lç trèng : mang ®iƯn tÝch d/¬ng.
- Bán dẫn tinh khiết thì số lỗ trống bằng số

electron
- Bán dẫn n là Bán Dẫn có số electron nhiều
hơn số lỗ trống .
- Bán dẫn loại p là Bán Dẫn có số lỗ
trống nhiều hơn số electron .

- Lỗ trống mang điện dương sẽ
chuyển động cùng chiều hay
ngược chiều điện trường ?
- Các hạt mang điện tự do trong
bán dẫn chuyển động như thế
nào trong điện trường ?

Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn
Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
E
E

Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn
Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
- Bản chất dòng điện trong chất Bán Dẫn
là dòng electron và lỗ trống chuyển dời
như thế nào so với điện trường ?
2 .Bản chất dòng điện trong chất Bán Dẫn .

E
E

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn :
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán Dẫn
II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n
VÀ BÁN DẪN LOẠI p .
2 .Bản chất dòng điện trong chất Bán Dẫn .
- Dòng điện trong chất Bán Dẫn là dòng
các electron dẫn chuyển động ngược chiều
điện trường và các lỗ trống chuyển động
cùng chiều điện trường .

Tạp chất cho mạng tinh thể electron hay nhận ?
Nếu pha 2 loại tạp chất, chẳng hạn cả P và B, vào
bán dẫn Silic, thì bán dẫn này có thể là bán dẫn loại
p hay loại n là tùy theo tỷ lệ giữa 2 loại tạp chất .
Nếu muốn tạo ra Bán Dẫn loại n thì tạp chất
có mấy electron hoá trò ?………
5
Si
Si
P
P
Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
+
Electron thừa
Electron thừa
Electron
Electron
dẫn
dẫn
Bán Dẫn chứa tạp chất cho là Bán Dẫn loại n .
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?

Người ta gọi chúng là tạp chất cho ( đôno )
- Tạp chất cho là tạp chất có số electron hoá trò
lớn hơn của mạng tinh thể bán đẫn .

3
3
Nếu muốn tạo ra Bán Dẫn loại p thì tạp chất
có mấy electron hoá trò ? ………
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?
Si

Si
B
B
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
-
Thiếu electron
Bán Dẫn chứa tạp chất nhận là Bán Dẫn loại p .
Tạp chất cho tinh thể electron hay nhận ?