Lý thuyết dòng điện trong chất bán dẫn

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

I- CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT

- Chất bán dẫn là chất có điện trở suất nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và chất điện môi.

- Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu là Gecmani và Silic.

- Tính chất:

      + Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm.

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

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

II- BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

Dòng điện trong bán dẫn là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn là do dòng chuyển dời có hướng của các lỗ trống theo chiều điện trường và các electron ngược chiều điện trường.

Ở bán dẫn tinh khiết, số electron và số lỗ trống bằng nhau

Độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt độ tăng

III- HẠT TẢI ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN - PHÂN LOẠI BÁN DẪN

IV- LỚP CHUYỂN TIẾP P-N

  Lớp chuyển tiếp p - n là chổ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên 1 tinh thể bán dẫn.

1. Lớp nghèo

Ở lớp chuyển tiếp p - n không có hoặc có rất ít các hạt tải điện, gọi là lớp nghèo.

Ở lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương và về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm.

Điện trở của lớp nghèo rất lớn.

2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo

  Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n. Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n là chiều thuận, chiều từ n sang p là chiều ngược.

3. Hiện tượng phun hạt tải điện

  Khi dòng điện đi qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, các hạt tải điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện. Đó sự phun hạt tải điện.

V- ĐIÔT BÁN DẪN VÀ MẠCH CHỈNH LƯU DÙNG ĐIÔT BÁN DẪN

Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p - n. Nó chỉ cho dòng điện đi qua theo chiều từ p sang n. Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu.

Nó được dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành điện một chiều.

VI- TRANZITO

Một lớp bán dẫn loại p rất mỏng kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại n thực hiện trên một tinh thể bán dẫn (Ge, Si, ... ) là một tranzito n - p - n.

Tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu điện và dùng để lắp bộ khuếch đại và các khóa điện tử.

Sơ đồ tư duy về dòng điện trong chất bán dẫn