Bài 17 Dòng điện trong chất bán dẫn

CHÀO MỪNG
QÚY THẦY CÔ GIÁO
CÙNG CÁC EM HỌC SINH

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ
Câu 01
Chọn câu đúng?
A. Dòng điện trong chất khí là dòng các ion.
B. Dòng điện trong chất khí tuân theo đònh luật
Ôm.
C. Dòng điện trong chất khí là dòng dòch chuyển
có hướng của các ion dương theo chiều điện
dương và các ion âm, electron ngược chiều điện
trường.
D. Cường độ dòng điện trong chất khí ở áp suất
bình thường tăng khi hiệu điện thế tăng.

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ
Câu 02
Chọn phương án đúng :
Dòng dòch chuyển có hướng của các ion
là bản chất của dòng điện trong môi
trường
A. kim loại
B. chất điện phân
C. chất khí
D. chân không

Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG

CHẤT BÁN DẪN
Chương III: Dòng điện trong các môi trường
Tiết 33

Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
NỘI DUNG
I. Cấu tạo của chất bán dẫn
– Phân loại bán dẫn tạp chất
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
2. Phân loại chất bán dẫn tạp chất
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
IV. Giới thiệu một số linh kiện bán dẫn thường gặp
2. Tranzito lưỡng cực p – n – p và n – p - n
1. Điôt bán dẫn
III. Lớp chuyển tiếp p - n

Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
* Chất bán dẫn:
Bán dẫn điển hình và được dùng phổ biến nhất là silic
(Si). Ngoài ra, còn có các bán dẫn đơn chất khác như Ge,
Se, các bán dẫn hợp chất nhu GaAs, CdTe,ZnS …. Nhiều
ôxit, sunfua, sêlenua, telurua… và một số chất pôlime
a. Tính chất khác biệt so với kim loại.
Điện trở suất ρ của bán dẫn có giá trò trung gian giữa
kim loại và điện môi.
Điện trở suất của bán dẫn giảm mạnh khi chiếu sáng,
nhiệt độ tăng. Do đó ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện
rất kém (giống như điện môi), còn ở nhiệt độ cao, bán

dẫn dẫn điện khá tốt (giống như kim loại).
Tính chất điện của bán dẫn phu thuộc rất mạnh vào
các tạp chất có mặt trong tinh thể.

Bi 17. DềNG IN TRONG CHT BN DN
I. Cu to ca cht bỏn dn Phõn loi bỏn dn
1. Cu to ca cht bỏn dn
a. Tớnh chaỏt khaực bieọt so vụựi kim loaùi.
b. Cu to ca cht bỏn dn tinh khit
Kho sỏt i vi bỏn dn silic
Si
Xột tinh th Silic n nguyờn t
Xột tinh th Silic n nguyờn t

Mạng tinh thể Silic
Mạng tinh thể Silic
•

Si Si
Si Si
Si
Si
Si Si Si

•
Xét một bán dẫn silic (Si).
- Ở nhiệt độ thấp: các liên kết trong
mạng tinh thể silic đều rất bền vững,
trong bán dẫn không có hạt mang điện tự
do và bán dẫn không dẫn điện.

•

Si Si
Si Si
Si
Si
Si Si Si

•

Si Si
Si Si
Si
Si
Si Si Si

- Ở nhiệt độ tương đối cao một số liên kết bò phá vỡ,
electron được giải phóng và trở thành electron tự
do đồng thời để lại một lỗ trống mang điện dương
ở trong tinh thể. Ở nhiệt độ càng cao liên kết bò
phá vỡ càng nhiều, số electron tự do cũng tăng lên
và số lỗ trống cũng tăng lên.
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Electron

tự do
Lỗ trống

•
- Lỗ trống bên trong mạng tinh thể có thể
di chuyển từ chỗ này đến chỗ khác, giống
như sự di chuyển của một điện tích
dương.
•
- Nhiệt độ càng cao thì số electron và lỗ
trống càng nhiều, vì vậy độ dẫn điện của
bán dẫn tăng theo nhiệt độ.Với bán dẫn
tinh khiết độ dẫn điện thường là nhỏ.
- Ở nhiệt độ cao hạt mang điện tự do trong chất
bán dẫn tinh khiết là electron và lỗ trống mang
điện tích dương.

Kết Luận


Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
a. Tính chất khác biệt so với kim loại.
b. Cấu tạo của chất bán dẫn tinh khiết
c. Cấu tạo của chất bán dẫn pha tạp chất
Si
Si
Si
P

Để tăng độ dẫn điện người
ta pha thêm tạp chất vào
bán dẫn.

a. Bán dẫn loại n
- Giả sử pha vào tinh thể silic một
lượng rất nhỏ các nguyên tử P.
Nguyên tử P có 5 electron ở lớp
ngoài cùng, 4 electron trong số đó
tham gia vào liên kết cộng hóa trò
với 4 nguyên tử silic ở gần còn
electron thứ 5 của P thì liên kết
rất yếu với hạt nhân và dễ dàng
tách khỏi nguyên tử để trở thành
electron tự do.
Si
Si
Si
P
Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
2. Phân loại bán dẫn tạp chất

Si
Si
Si
P
Si
P

Si
Si
Si
Si
Si
Si
? Em có nhận xét gì về mật độ electron và lỗ trống
trong bán dẫn?

a. Bán dẫn loại n
Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
2. Phân loại bán dẫn tạp chất
-
Mật độ electron rất lớn so với mật độ lỗ trống
⇒ Bán dẫn loại n.
- Trong bán dẫn loại n hạt mang điện cơ bản là
electron, còn lỗ trống là hạt mang điện không cơ bản.

Kết quả


a. Bán dẫn loại n
Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
1. Cấu tạo của chất bán dẫn
2. Phân loại bán dẫn tạp chất
b. Bán dẫn loại p
- Giả sử pha vào tinh thể silic một lượng rất nhỏ các

nguyên tử B. Nguyên tử B có 3 electron ở lớp ngoài
cùng, 3 electron này tham gia vào liên kết cộng hóa trò
với 3 nguyên tử silic ở gần. Vậy nguyên tử B còn thiếu
1 electron để tham gia vào liên kết với nguyên tử silic
ở gần. Do đó nó sẽ chiếm 1 electron của 1 nguyên tử
gần nhất, electron vừa đi ra đã để lại sau nó 1 lỗ
trống.
Si
Si
Si
B

Si
Si
Si
B
Si
B
Si
Si
Si
Si
Si
Si
? Em có nhận xét gì về mật độ electron và lỗ trống
trong bán dẫn?

a. Bán dẫn loại n
Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn

1. Cấu tạo của chất bán dẫn
2. Phân loại bán dẫn tạp chất
b. Bán dẫn loại p
- Mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ electron
⇒ Bán dẫn loại p.
- Trong bán dẫn loại p, hạt mang điện cơ bản là lỗ
trống còn electron là hạt mang điện không cơ bản.

Kết quả


 Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn

Si
Si
Si
Si

Si
Si
Si
Si
Si
Si
ur
E
-Khi không có điện trường ngoài đặt vào tinh thể bán
dẫn: các electron và lỗ trống chuyển động nhiệt hỗn loạn
⇒ Trong bán dẫn không có dòng điện.
- Khi có điện trường ngoài đặt vào tinh thể bán dẫn.

- Khi có điện trường ngoài đặt vào tinh bán dẫn : các
electron chuyển động ngược chiều điện trường, còn lỗ
trống chuyển động theo chiều điện trường
⇒ Trong bán dẫn có dòng điện.

Bài 17. DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
- Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời
có hướng đồng thời của các electron và lỗ trống
dưới tác dụng của điện trường ngoài.

Kết Luận

- Các electron chuyển động ngược chiều điện trường,
các lỗ trống “chuyển động” cùng chiều điện trường

Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn
III. Lớp chuyển tiếp p - n