Bài 17: Dòng Điện Trong Chất Bán Dẫn

Trường THPT Nguyễn Huệ
Trường THPT Nguyễn Huệ
Nhóm Vật Lí
Nhóm Vật Lí

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Hạt tải điện trong kim loại là:
A. các ion dương.
B. các ion âm.
C. các ion dương và các ion âm .
D. các electron tự do .




Ñaùp aùn : D
Ñaùp aùn : D

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 2: Dòng điện trong chất điện phân là
dòng chuyển dời có hướng của :
A. Các ion dương cùng chiều điện trường.
B. Các ion âm ngược chiều điện trường.
C. Các ion dương và các ion âm theo hai chiều
ngược nhau.
D. Các electron tự do cùng chiều điện trường.

Ñaùp aùn : C
Ñaùp aùn : C

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 3: Độ dẫn điện của các chất sau được sắp
xếp theo chiều giảm dần, sắp xếp nào là
đúng?
A. Kim loại => Chất khí => Chất điện phân
B. Kim loại => Chất điện phân => Chất khí
C. Chất khí => Chất điện phân => Kim loại
D. Chất điện phân => Chất khí => Kim loại




Ñaùp aùn : B
Ñaùp aùn : B

Chúng ta đã được tìm hiểu bản chất của
dòng điện trong các môi trường nào?
Dòng điện trong kim loại
Dòng điện trong chất điện phân Ở điều kiện
thường, môi
trường nào dẫn
điện, môi
trường nào cách
điện ?
Môi trường
dẫn điện
Dòng điện trong chất khí

Dòng điện trong chân không
Môi trường
cách điện
(điện môi)

Có một số chất chúng ta không thể xếp
chúng vào chất dẫn điện hay điện môi!!!
Vì ở điều kiện này thì chúng là điện
môi nhưng ở điều kiện khác thì chúng
lại dẫn điện.
Vậy dòng điện qua chất Bán Dẫn có
đặc điểm gì?
Các chất đó được gọi là chất
BÁN DẪN


BI 17:
DềNG IN TRONG CHT BN DN
Tiết 1 :
i. Chất Bán dẫn và tính chất
ii. hạt tải điện trong chất bán dẫn.
Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
Tiết 2 :
iii. Lớp tiếp xúc p - n
iv. điốt bán dẫn. Mạch chỉnh l'u dùng điốt bán dẫn.
V. Tranzito l'ỡng cực n - p - n .
cấu tạo và nguyên lý hoạt động

BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn : B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i.
Vd: gemani , silic .
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .

BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn : B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i.
Vd: gemani , silic .
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .

BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn : B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i.
Vd: gemani , silic .
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .
- 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 chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất

BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

i. ChÊt B¸n dÉn vµ tÝnh chÊt
1- Kh¸i niƯm b¸n dÉn : B¸n dÉn lµ chÊt trung gian gi÷a kim lo¹i vµ ®iƯn m«i.
Vd: gemani , silic .
2-TÝnh chÊt cđa chÊt b¸n dÉn :
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .
- 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 chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất
-Điện trở suất của chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi bò chiếu sáng
hoặc bò tác dụng của tác nhân ion hóa

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)
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
- Điện trở suất của chất Bán Dẫn có giá trò trung gian giữa Kim
Loại và Điện Môi .

0
(1 )t
ρ ρ α
= + ∆

T
ρ(bd)
T
ρ(kl)
- 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 ).
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 ?

mA
Chất bán dẫn
Ánh sáng , tác nhân
Điện trở suất tăng hay giảm khi có ánh
sáng , tác nhân ?

II . HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN , BÁN DẪN LOẠI n VÀ
BÁN DẪN LOẠI p .
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
I . CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT
1. Khái niệm bán dẫn:
2. Tính chất của chất bán dẫn
1. Hạt tải điện tự do trong chất Bán Dẫn
Xét chất bán dẫn Si (Silic):

- Xét Bán Dẫn tinh khiết điển hình silic (si )
electron
- Khi liên kết các nguyên tử
Si liên kết như thế nào ?
Silic (Si) có số thứ tự 14 - 1s
2
2s
2
2p
6
3s

2
3p
2
Si
Si
Si
Si
Si
Si

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 ?

19
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
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

Nếu pha tạp chất thì trong bán dẫn

có gì khác biệt ?
Nguyên tử photpho có 5 electron
Nguyên tử photpho có 5 electron
ở lớp ngoài cùng.
ở lớp ngoài cùng.
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

23

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 chủ yếu là electron gọi là
bán dẫn loại n.
NHẬN XÉT:
NHẬN XÉT:
số electron nhiều hơn số lỗ trống

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 .
BÀI 17
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

Nếu ta pha tạp chất có 3 electron ngoài
Nếu ta pha tạp chất có 3 electron ngoài
cùng vào Silic???
cùng vào Silic???
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