Giải Vật Lý 11 Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn

  • Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn trang 1
  • Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn trang 2
  • Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn trang 3
§17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DAN
A. KIẾN THỨC CẨN NẮM VỮNG
Chăt bản dẫn: một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là gemani và silic được gọi là chất bán dẫn.
Tính chất của chất bản dẫn
Điện trở suất của chất bán dẫn có giá trị nam trong khoảng trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện trở suất của diện môi.
Điện trở suất của chất bán dẫn rất nhạy cảm với tạp chất.
Điện trở suất của chất bán dần giảm đáng ke khi nó bị chiêu sáng hoặc bị tác dộng của các tác nhân ion hóa khác.
Tạp chảt cho (dô no) và tạp chất nhận (axepto)
Bán dẫn chứa do no (tạp chất no) là loại n. có hạt tải điện chủ yếu là êlecrton. Tạp chất cho sinh ra electron dẫn nhưng không sinh ra lỗ trống.
Bán dần chứa axepto (tạp chất nhận) là loại p, có hạt tải điện chủ yêu là lỗ trống. 'Tạp chất axepto sinh ra lỗ trông nhưng không sinh ra electron tự do.
Lớp chuyển tiếp p-n
Lớp chuyên tiếp p-n là chồ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n dược tạo ra tròn một tinh thế bán dần. Ớ lớp chuyên tiếp p-n, hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo có điện trở rất lớn.
Dòng điện chi chạy qua được lớp chuyên tiếp p-n 1/1 theo chiều từ p sang n.	11
Lớp chuyển tiếp p-n được dùng làm điôt bán dần de chỉnh lưu dòng điện xoay chiều.
6’. Tranzito lưỡng cực n-p-n
- Tinh thể bán dẫn dược pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền 111 và n2 gọi là tranzito lưỡng cực n-p-n.
Tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu dùng trong các bộ khuếch dại.
Tranzito có ba cực: cực góp (colectơ C); cực gốc (bazơ B); cực phát (emitơ E).
B. CÂU HỎI VẬN DỤNG
Cl. So sánh điện trở suất gemani tinh khiết,
gemani tạp-chất gali với ti lệ 10 và 10 ơ nhiệt dộ phòng với diện trở suất của các kim loại.
Hướng dần
Ta có: p (kim loại) «p (gemaniio 6%)
« p (gemaniio 3%) « p (gemani tinh khiết)
C2. Vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có thể có các iôn dương và iôn âm?
Hướng dẫn
Ớ hai bên lớp nghèo lại có thể có các iôn dương và iôn âm vì ở hai bên lớp này là hai loại bán dẫn n và p. Trong bán dẫn n, tạp chất đô no cho tinh thể các electron dẫn và có các iôn tích điện dương. Trong bán dẫn
р,	tạp chất axepto nhận electron liên kết và có các iôn tích điện âm.
C3. Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền n mỏng kẹp giữa hai miền p có thể gọi là tranzito được không?
Hướng dẫn
Được. Đó là Tranzito n-p-n.
с.	CÂU HỎI - BÀI TẬP
Tính chất điện của bán dẫn và kim loại khác nhau như thế nào?
Hướng dẫn
Kim loại là chất dẫn điện tốt còn tính dẫn điện của bán dẫn phụ thuộc vào điện trở suất của nó. Điện trở suất của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi, nó giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, do đó ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện rất kém (giông như điện môi), còn ở nhiệt độ cao, bán dẫn dẫn điện tốt (giông như kim loại).
Trong kim loại, chỉ có một loại hạt tải điện là electron tự do, còn trong bán dẫn thì có hai loại hạt tải điện là electron tự do và lỗ trống.
Điểm khác nhau chính giữa nguyên tử đôno và axepto đối với Si là gì?
Hướng dẫn
So với silic, đôno là các nguyên tô' có năm electron hóa trị tức là nhiều hơn một electron so với silic, electron thừa đó dễ dàng trở thành electron tự do. Axepto là các nguyên tử chỉ có ba electron hóa trị tức là ít hơn một electron so với silic, muôn liên kết với các nguyên tử Si lân cận chúng nhận một electron liên kết và sinh ra một lỗ trông.
Mô tâ cách sinh ra electron và lỗ trông trong bán dẫn tinh khiết, bán dẫn n và p.
Hướng dẫn
Trong bán dẫn tinh khiết, khi một electron bứt ra khỏi môi lên kết, nó trở thành hạt tải điện gọi là electron dẫn. Chỗ liên kết bị đứt (do electron thoát ra) mang điện tích dương, nó cũng được xem là hạt tải điện và gọi là lỗ trông.
- Trong bán dẫn n, khi pha tạp p, As,... là các nguyên tô" có năm electron hóa trị vào Si có bôn electron hoá trị, chúng chỉ cần bốh electron hóa trị để liên kêt với bốn nguyên tử Si lân cận, electron thứ năm dễ dàng trở thành electron tự do, nên mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một electron dẫn. Mặt khác chuyển động nhiệt cũng tạo một số electron và lỗ trông nhưng số lượng nhỏ hơn.
— Trong bán dẫn loại p, khi pha tạp B, Al,... là các nguyên tô' có ba electron hóa trị vào Si có bốn electron hóa trị, chúng phải lấy một electron của nguyên tử Si lân cận để có bốh mốì liên kết. Như vậy chúng nhận một electron liên kết và sinh ra một lỗ trông.
Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều nào?
Hướng dẫn
Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều từ p sang n.
Khi nào thì xem một lớp bán dẫn p kẹp giữa hai lớp bán dẫn trên một tinh thể được xem là một tranzito n-p-n?
Hướng dẫn
Một lớp bán dẫn p kẹp giữa hai lớp bán dẫn n trên một tinh thể được xem là một tranzito n-p-n khi miền p là mỏng để có thể gây ra hiệu ứng tranzito.
Phát biểu nào dưới đây là chính xác?
Người ta gọi Si là chất bán dẫn vì:
nó không phải kim loại cũng không phải là điện môi.
hạt tải điện trong đó có thể là electron và lỗ trống.
c. điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân iôn hóa khác.
D. Cả ba lí do trên.
Chọn câu D.
Phát biểu nào sau đây về tranzito là chính xác?
Một lớp bán dẫn loại p kẹp giữa lớp bán dẫn loại n gọi là tranzito n-p-n.
Một lớp bán dẫn loại n mỏng kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại p không thể xem là tranzito.
c. Một lớp bán dẫn loại p mỏng kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại n luôn có khả năng khuyếch đại.
D. Trong tranzito n-p-n, bao giờ mật độ hạt tải điện miền êmitơ cũng cao hơn miền bazơ.
Chọn câu D.
63