Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ KIỂM TRA BÀI CŨ ?? ? KIỂM TRA BÀI CŨ 1) Nêu bản chất dòng điện trong chân không. Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron . 2) Tia catốt là gì? Kể vài ứng dụng của tia catốt. Tia catốt là một dòng các electron phát ra từ catốt, có năng lượng lớn và bay tự do trong không gian, được sinh ra khi phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp; nó có thể được tạo ra bằng một súng electron, dùng trong ống phóng điện tử, đèn hình ( TiVi, máy vi tính ) NGÀNH ĐIỆN TỬ là một trong những mũi nhọn của sự phát triễn khoa học kỹ thuật hiện nay trên thế giới N PHÁT MINH VỀ CHẤT BÁN DẪN Đà LÀM NÊN MỘT CUỘC CÁCH MẠNG ĐƯA NGÀNH ĐiỆN TỬ LỚN MẠNH KHÔNG NGỪNG Điốt bán dẫn Tranzito Bài 17. DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN I/ CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT II/ HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN III/ LỚP CHUYỂN TIẾP p-n IV/ ĐIỐT BÁN DẪN VÀ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG ĐIỐT BÁN DẪN V/ TRANSISTOR LƯỠNG CỰC n-p-n : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HỌAT ĐỘNG 1015 1020 105 1010 100 10-10 10-5 ρ Kim loại Bán dẫn Điện môi ρ T I/ CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT 1) Chất bán dẫn : I/ CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT 1) Chất bán dẫn : „ Chất bán dẫn là trung gian giữa chất dẫn điện tốt ( kim lọai ) và chất cách điện tốt ( điện môi ). * Điện trở suất ρ : ρkim lọai < ρ bán dẫn < ρ điện môi 2) Tính chất : „ Ở nhiệt độ thấp điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết khá lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh; hệ sốnhiệt điện trở âm . Điện trở suất của chất bán dẫn có pha tạp chất nhỏ hơn nhiều so với bán dẫn tinh khiết. VÌ SAO CHẤT BÁN DẪN CÓ NHỮNG TÍNH CHẤT ĐÓ ?II) HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN: 1) Bán dẫn tinh khiết : Si Nguyên tố Si có hóa trị 4 MÔ HÌNH TINH THỂ CHẤT BÁN DẪN Si CÁC NGUYÊN TỬ Si LiÊN KẾT NHƯ THẾ NÀO TRONG TINH THỂ CỦA CHÚNG ? Xét tinh thể bán dẫn Silic ( Si ) : mỗi nguyên tử Si tạo 4 liên kết hóa trị với 4 nguyên tử Si xung quanh nó để đạt trạng thái bền. Vì sao Ở nhiệt độ thấp điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết khá lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh ? Si Si Si Si Si SiSi Si Si MÔ HÌNH MẠNG TINH THỂ SILIC Si Si Si Si Si SiSi Si Si Mô hình mạng tinh thể Silic LỔ TRỐNG ELECTRON Si Si Si Si Si SiSi Si Si CÓ ĐiỆN TRƯỜNG NGÒAI TÁC DỤNG II) HẠT TẢI ĐiỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 1) Bán dẫn tinh khiết : Xét tinh thể bán dẫn Silic ( Si ) : mỗi nguyên tử Si tạo 4 liên kết hóa trị với 4 nguyên tử Si xung quanh nó để đạt trạng thái bền Một số electron nối bứt ra khỏi liên kết trở thành electron dẫn; cứ mỗi electron dẫn bứt ra làm xuất hiện một lổ trống. Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các ELECTRON ngược hướng điện trường ngòai và các LỖ TRỐNG cùng hướng điên trường ngòai. BÁN DẪN TINH KHIẾT (KHÔNG PHA TẠP CHẤT ) BÁN DẪN NGỌAI LAI ( CÓ PHA TẠP CHẤT ) 2) Bán dẫn loại n: Si P P:1s22s22p63s23p3Là bán dẫn có pha tạp chất hóa trị 5 ( như Phốtpho P, Asen As ) Si P Si Si SiSi Si Si + P+ Si Si P+ BAÙN DAÃN LOAÏI n Trong bán dẫn n, tạp chất có xu hướng cho electron nên gọi là tạp chất cho (tạp chất đôno ) „ Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn lọai n là electron . 3) Bán dẫn loại p: B:1s22s22p63s23p1 Si B Là bán dẫn có pha tạp chất hóa trị 3 ( như Bo B, Nhôm Al ) MÔ HÌNH MẠNG TINH THỂ BÁN DẪN CÓ TẠP CHẤT BO : Si B Si Si Si SiSi 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. Trong bán dẫn p, tạp chất có xu hướng nhận electron nên gọi là tạp chất nhận(tạp chất axépto) „ Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn lọai p là lổ trống . CỦNG CỐ KIẾN THỨC TRONG BÀI „ 1) Chất bán dẫn là gì ? Nêu các tính chất của chất bán dẫn và giải thích. Chất bán dẫn là trung gian giữa chất dẫn điện tốt ( kim lọai ) và chất cách điện tốt ( điện môi ). „Ở nhiệt độ thấp điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết khá lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh; hệ số nhiệt điện trở âm . Điện trở suất của chất bán dẫn có pha tạp chất nhỏ hơn nhiều so với bán dẫn tinh khiết. 2) Hai lọai bán dẫn n , p khác nhau thế nào ? Bán dẫn loại n là bán dẫn có pha tạp chất hóa trị 5 có xu hướng cho electron (tạp chất đôno ). Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn lọai n là ELECTRON. Bán dẫn loại p là bán dẫn có pha tạp chất hóa trị 3 có xu hướng nhận electron (tạp chất axépto). Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn lọai p là LỔ TRỐNG. 3) Nêu bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn. Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các ELECTRON ngược hướng điện trường và các LỖ TRỐNG cùng hướng điện trường. XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ