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

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài học 17: Dòng điện trong chất bán dẫn

1. I. Chất bán dẫn • Chất bán dẫn là chất cĩ điện trở suất nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và điện mơi. • Điện trở của bán dẫn phụ thộc vào tác nhân bên ngồi, như nhiệt độ, bức xạ ánh sáng, đặc biệt phụ thộc mạnh vào tạp chất pha vào nĩ. • Nhĩm vật liệu bán dẫn tiêu biểu là gecmani và silic.
2. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. - Khảo sát bán dẫn Silic tinh khiết Electron tự do (-) Si + Lỗ trống (+) + + Bức xạ kích thích
3. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. 1. Electron và lỗ trống +Hạt dẫn điện trong bán dẫn là electron và lỗ trống. +Hạt dẫn điện trong bán dẫn sinh ra do bị kích thích bởi các bức xạ như (chiếu sáng, nhiệt độ )
4. 2.Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p - Khi pha tạp chất vào bán dẫn tinh khiết thì: a. Khi pha Phốt pho (P) b. Khi pha Bo (B) vào vào Silic (Si) Silic (Si) P Si B P B Hạt tải điện chủ yếu là Hạt tải điện chủ yếu là lỗ electron, gọi là BD loại n trống, gọi là BD loại p
5. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. 2.Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p Bán dẫn Si tinh khiết - - + + - - + + - - + + Silic pha Phốtpho Silic pha Bo - - + +
6. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. 2.Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p - Bán dẫn cĩ hạt tải điện âm “electron” chủ yếu gọi là bán dẫn loại n (negative). Tạp chất pha vào gọi là tạp chất Đơno. - Bán dẫn cĩ hạt tải điện dương “lỗ trống” chủ yếu gọi là bán dẫn loại p (positive). Tạp chất pha vào gọi là tạp chất Axepto. - - + + Silic pha Phốtpho Silic pha Bo - - + +
7. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. Khi chưa cĩ điện trường ngồi tác dụng thì các hạt lỗ trống và electron chuyển động như thế nào? Si
8. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. Khi cĩ điện trường ngồi tác dụng thì electron và lỗ trống chuyễn động như thế nào? Si E
9. II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. 3.Bản chất dịng điện trong chất bán dẫn - Chất bán dẫn cĩ hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống. - Dịng điện trong bán dẫn là dịng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dịng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường. Electron tự do + Si - (-) Lỗ trống (+)
10. III.Lớp chuyển tiếp P-N 1. Cấu tạo lớp chuyển tiếp P-N (Lớp nghèo) Lớp - Gồm hai bán dẫn p và nghèo n nối nhau, và được P N dẫn ra hai tiếp điểm làm cực dẫn. * Lớp nghèo: là vùng tiếp giáp hai bán dẫn p và n với nhau; ở lớp này cĩ rất ít hạt tải điện, do sự kết hợp giữa e và lơ trống làm triệt tiêu điện tích.
11. III.Lớp chuyển tiếp P-N 2. Dịng điện qua lớp chuyển tiếp P-N a, Trường hợp phân cực ngược (UPN<0): - Dưới tác dụng của điện E trường hướng từ n sang p thì khơng cĩ dịng điện qua lớp chuyển tiếp p-n. + N P -
12. III.Lớp chuyển tiếp P-N 2. Dịng điện qua lớp chuyển tiếp P-N b.Trường hợp phân cực thuậnUPN> 0: E + P N - I -Dưới tác dụng của điện trường hướng từ p sang n thì cĩ dịng điện qua lớp chuyển tiếp p-n, hướng từ p sang n. - Vậy lớp chuyển tiếp p-n chỉ cho dịng điện qua nĩ một chiều từ.
13. IV.Ứng dụng của chất bán dẫn?
14. IV. Diot bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng Diot. 1. Cấu tạo của Điot bán dẫn: Hình vẽ - Gồm 2 bán dẫn loại p và n nối nhau ,và nối với A K P N tiếp điểm đưa ra ngồi + - gọi là hai cực, kí hiệu là A (Anot) và K(Katot). - Kí hiệu hình vẽ của Diot: A K (Như hình bên) + - - Ứng dụng của diot là chỉnh lưu dịng điện xoay chiều thành dịng điện một chiều.
15. TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Câu 1: Phát biểu nào dưới đây là chính xác ? Người ta gọi Silic là chất bán dẫn vì A. nĩ khơng phải là kim loại, cũng khơng phải là điện mơi. B. hạt tải điện trong đĩ cĩ thể là electron hoặc lỗ trống. C.điện trở suất của nĩ rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ion hĩa khác. D.Cả ba lí do trên. A B C D
16. TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Câu 2. Phát biểu nào sau đây sai? A. Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ B. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của bán dẫn giảm nhanh C. Điện trở suất của bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất D. Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện rất tốt A B C D
17. TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Câu 3. Phát biểu nào sau đây sai? A. Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn loại n là êlectron B. Hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn loại p là lỗ trống C. Lỗ trống được xem là hạt mang điện tích dương D. Hạt tải điện trong bán dẫn loại n và p đều là electron. A B C D