[ Lý 11 ] DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

BÀI. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

1. 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.

+ 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.

2. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là bán dẫn loại n. Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi là bán dẫn loại p.

3. Electron và lỗ trống

+ Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống.

+ 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.

4. Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto)

+ Khi pha tạp chất là những nguyên tố có năm electron hóa trị vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một electron dẫn. Ta gọi chúng là tạp chất cho hay đôno. Bán dẫn có pha đôno là bán dẫn loại n, hạt tải điện chủ yếu là electron.

+ Khi pha tạp chất là những nguyên tố có ba electron hóa trị vào trong tinh thể silic thì mỗi nguyên tử tạp chất này nhận một electron liên kết và sinh ra một lỗ trống, nên được gọi là tạp chất nhận hay axepto. Bán dẫn có pha axepto là bán dẫn loại p, hạt tải điện chủ yếu là các lỗ trống.

5. Lớp chuyển tiếp p-n

a. Lớp nghèo

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

b. Dòng điện chạy qua lớp nghèo

+ Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n gọi là dòng điện thuận, ngược lại dòng điện chạy qua lớp nghèo từ n sang p là dòng điện nghịch rất nhỏ không đáng kể

+ Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p - n có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang n.

c. 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.

6. Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn

+ Điôt bán dẫn là một lớp chuyển tiếp p-n. Nó chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ p sang n.

+ Ứng dụng: Dùng điôt bán dẫn để chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành điện một chiều.

7. Tranzito lưỡng cực n-p-n

- Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền p rất mỏng kẹp giữa hai miền n₁ và n₂ gọi là tranzito lưỡng cực n-p-n.

- Tranzito có ba cực:

+ Cực góp hay là côlectơ (C).

+ Cực đáy hay cực gốc, hoặc bazơ (B).

+ Cực phát hay Emitơ (E).

- Ứng dụng phổ biến của tranzito là để lắp mạch khuếch đại và khóa điện tử.