Bai 23 dong dien trong chat ban dan

Bài 23:
DÒNG ĐIỆN TRONG
CHẤT BÁN DẪN


I. CHẤT BÁN DẪN

II. SỰ DẪN ĐIỆN

III. LỚP CHUYỂN

&TÍNH CHẤT CƠ BẢN

CỦA BÁN DẪN

TIẾP P-N

1. Định nghĩa

2. Phân loại

3. Tính chất

1.

BD

tinh khiết
2. BD có
tạp chất

1. Sự hình thành

2. Dòng điện
3. Đặc tuyến Vôn Ampe


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
1. Chất bá
n dẫn

Chất dẫn điện

Chất cách điện


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
dẫn
2. Phân loại chất bán

a. Chất bán dẫn tinh khiết (bán dẫn đơn chất): Si, Ge,…
b. Chất bán dẫn có tạp chất: GaAs, CdTe, ZnS, nhiều oxit,
sunfua, selenua, telurua,… và một số chất polime.


Polime
BD tinh khiết


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
1020

15
10

Điện môi
10
10

5
10
0
10

Bán dẫn

5
10-

Kim loại
10
10-

i điện
ớ
v
n
ẫ
d
n
á
a chất b

ủ
c
t
ấ
u
s
ở
n tr
So sánh điệ
môi?
n
iệ
đ
à
v
i
ạ
a kim lo
trở suất củ


I.CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
3. Tính chất của chất bán dẫn

•a.

Điện trở suấtcủa chất bán dẫn nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại
và chất điện môi.

I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
3. Tính chất của chất bán dẫn
b.

Ở nhiệt độ cao, � bán dẫn nhỏ
→ dẫn điện tốt.


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN

Vì sao điện trở suất của kim loại và bán dẫn lại phụ thuộc khác nhau vào nhiệt độ?


•

Kim loại có sẵn các electron tự do

Ở nhiệt độ bình thường kim loại có khả năng
dẫn điện.

•

Ở nhiệt độ cao, va chạm giữa electron với ion dương tăng
dần.

Điện trở suất tăng dần.


•

Chất bán dẫn ở nhiệt độ thường không có các hạt tải điện tự do.
Không dẫn điện.

•

Khi nhiệt độ tăng cao, chất bán dẫn hình thành 2 loại hạt tải điện tự do. Do đó,
số hạt tải điện tự do tăng đột ngột.

→ Điện trở suất của chúng giảm đột ngột.


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
ρ

Bán dẫn

Hệ số nhiệt điện trở có giá trị dương hay
âm ?
Kim loại

O

T


•

Hệ số nhiệt độ () của điện trở là lượng tăng điện trở của một dây dẫn có điện trở
1Ωkhi nhiệt độ tăng lên 1.

R = R0+ T

•

Chất bán dẫn tinh khiết có điện trở rất lớn khi ở nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ tăng,
điện trở suất giảm và hệ số nhiệt điện trở âm.


Kiểm tra nhanh
Điều nào sau đây SAI khi nói về chất bán dẫn?!?
a) Bán dẫn có điện trở giảm khi tăng nhiệt độ.
b) Bán dẫn pha tạp chất có điện trở nhỏ hơn so với bán dẫn tinh khiết.
c) Khi chiếu sáng một khối bán dẫn, nó có thể chuyển từ trạng thái cách điện sang trạng thái
dẫn điện.
d) Với cùng một điều kiện, khối bán dẫn lúc thì là chất cách điện, lúc thì là chất dẫn điện.
d


I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
3. Tính chất của chất b
án dẫn

c. Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp
chất.

d. Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác
nhân ion hóa khác.


Dòng điện là gì?

Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang
điện

Có các hạt mang điện tự do

Có điện trường ngoài


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN

•

Ta xét trường hợp bán dẫn điển hình là Si. Nếu mạng tinh thể chỉ có một loại nguyên tử
Si, thì ta gọi đó là bán dẫn tinh khiết.


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN

tự14
ứ
h
t
ố
s
ó
c
i)
Silic(S
2 2

Si
2 2s2 2p6 3s 3p
on: 1s
r
t
c
le
e
h
ìn
Cấu h
óm 4
n
h
c
ộ
u
h
t
i
S
i cùng
à
o
g
n
p
lớ
lectron
Si có 4 e

•

Nguyên tử Si có

4 electron hóa trị


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN
Cặp electron hóa trị dùng chung

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

•

Trong tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên
kết với bốn nguyên tử lân cận thông
qua các liên kết cộng hóa trị.


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN
1. Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết:
Si

Si

•a. MôhìnhmạngtinhthểSilic
Ở nhiệt độ thấp, các electron hóa trị gắn bó chặt chẽ với các nguyên tử ở
nút mạng.

2 nguyên tử Si

và cặp elctron chung
Không có các eletron tự do.


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN

b. Khi nhiệt độ tăng cao

Ở nhiệt độ cao luôn có sự phát sinh các cặp electron-lỗ trống.
Số eletron và số lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau.

Lỗ trống

Si

Si
Sự phát sinh các cặp

electron

electron –
lỗ trống

Si

Si


Electron
tự do (-)

Lỗ trống
(+)

Si

Si

Si

Si

Si

Si
Sự phát sinh các cặp
electron –
lỗ trống


II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT BÁN DẪN

•1. Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết:
c. Khi có điện trường đặt vào chất bán dẫn

Gây nên dòng điện trong chất bán dẫn.


Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Si

Sự chuyển động của các electron và lỗ
trống khi có điện trường đặt vào chất

E

bán dẫn