Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn (Bản đẹp)

g beân trong maïng tinh theå coù theå di chuyeån töø choã naøy ñeán choã khaùc , gioáng nhö söï di chuyeån cuûa moät ñieän tích döông . 
- Nhieät ñoä caøng cao thì soá electron vaø loã troáng caøng nhieàu , vì vaäy ñoä daãn ñieän cuûa baùn daãn taêng theo nhieät ñoä.Vôùi baùn daãn tinh khieát ñoä daãn ñieän thöôøng laø nhoû . 
 - ÔÛ nhieät ñoä cao haït mang ñieän töï do trong chaát baùn daãn tinh khieát laø electron vaø loã troáng mang ñieän tích döông. 
 Keát Luaän 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
1. Cấu tạo của chất bán dẫn 
a. Tính chaát khaùc bieät so vôùi kim loaïi . 
b. Cấu tạo của chất bán dẫn tinh khiết 
c. Cấu tạo của chất bán dẫn pha tạp chất 
Ñeå taêng ñoä daãn ñieän ngöôøi ta pha theâm taïp chaát vaøo baùn daãn . 
a. Baùn daãn loaïi n 
 - Giaû söû pha vaøo tinh theå silic moät löôïng raát nhoû caùc nguyeân töû P. Nguyeân töû P coù 5 electron ôû lôùp ngoaøi cuøng, 4 electron trong soá ñoù tham gia vaøo lieân keát coäng hoùa trò vôùi 4 nguyeân töû silic ôû gaàn coøn electron thöù 5 cuûa P thì lieân keát raát yeáu vôùi haït nhaân vaø deã daøng taùch khoûi nguyeân töû ñeå trôû thaønh electron töï do. 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
1. Cấu tạo của chất bán dẫn 
2. Phân loại bán dẫn tạp chất 
? Em c ó nhận xét gì về m ậ t độ electron và lỗ trống trong bán dẫn? 
a. Baùn daãn loaïi n 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
1. Cấu tạo của chất bán dẫn 
2. Phân loại bán dẫn tạp chất 
 Maät ñoä electron raát lôùn so vôùi maät ñoä loã troáng 
 Baùn daãn loaïi n. 
- Trong baùn daãn loaïi n haït mang ñieän cô baûn laø electron , coøn loã troáng laø haït mang ñieän khoâng cô baûn. 
 Keát quaû 
a. Baùn daãn loaïi n 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
1. Cấu tạo của chất bán dẫn 
2. Phân loại bán dẫn tạp chất 
b. Baùn daãn loaïi p 
 - Giaû söû pha vaøo tinh theå silic moät löôïng raát nhoû caùc nguyeân töû B. Nguyeân töû B coù 3 electron ôû lôùp ngoaøi cuøng, 3 electron naøy tham gia vaøo lieân keát coäng hoùa trò vôùi 3 nguyeân töû silic ôû gaàn. Vaäy nguyeân töû B coøn thieáu 1 electron ñeå tham gia vaøo lieân keát vôùi nguyeân töû silic ôû gaàn. Do ñoù noù seõ chieám 1 electron cuûa 1 nguyeân töû gaàn nhaát, electron vöøa ñi ra ñaõ ñeå laïi sau noù 1 loã troáng. 
? Em c ó nhận xét gì về m ậ t độ electron và lỗ trống trong bán dẫn? 
a. Baùn daãn loaïi n 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
1. Cấu tạo của chất bán dẫn 
2. Phân loại bán dẫn tạp chất 
b. Baùn daãn loaïi p 
 - Maät ñoä loã troáng raát lôùn so vôùi maät ñoä electron 
  Baùn daãn loaïi p. 
 - Trong baùn daãn loaïi p, haït mang ñieän cô baûn laø loã troáng coøn electron laø haït mang ñieän khoâng cô baûn. 
 Keát quaû 
 Baûn chaát doøng ñieän trong chaát baùn daãn 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
 -Khi khoâng coù ñieän tröôøng ngoaøi ñaët vaøo tinh theå baùn 
daãn: caùc electron vaø loã troáng chuyeån ñoäng nhieät hoãn loaïn 
 Trong baùn daãn khoâng coù doøng ñieän . 
 - Khi coù ñieän tröôøng ngoaøi ñaët vaøo tinh theå baùn daãn . 
 - Khi coù ñieän tröôøng ngoaøi ñaët vaøo tinh baùn daãn : caùc electron chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu ñieän tröôøng, coøn loã troáng chuyeån ñoäng theo chieàu ñieän tröôøng 
 Trong baùn daãn coù doøng ñieän. 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
 - Doøng ñieän trong baùn daãn laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng ñoàng thôøi cuûa caùc electron vaø loã troáng döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng ngoaøi. 
 Keát Luaän 
- Các electron chuyển động ngược chiều điện trường, các lỗ trống “chuyển động” cùng chiều điện trường 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
 - Khi coù 2 loaïi baùn daãn p vaø n ñaët tieáp xuùc nhau thì coù söï khuyeách taùn electron töï do töø phaàn baùn daãn n sang p vaø loã troáng khuyeách taùn töø phaàn baùn daãn p sang n, keát quaû laø ôû maët phaân caùch giöõa 2 baùn daãn hình thaønh moät lôùp tieáp xuùc tích ñieän döông veà phía baùn daãn n vaø tích ñieän aâm veà phía baùn daãn p. Do ñoù trong lôùp tieáp xuùc coù ñieän tröôøng E höôùng töø n sang p laøm ngaên caûn söï khuyeách taùn cuûa caùc haït mang ñieän. Do coù söï khuyeách taùn noùi treân neân soá haït mang ñieän cô baûn ôû saùt hai beân cuûa lôùp tieáp xuùc giaûm ñi neân ñieän trôû cuûa lôùp tieáp xuùc raát lôùn. 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
2. Doøng ñieän qua lôùp chuyeån tieáp p-n 
I th 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
 - Khi noái baùn daãn loaïi p vaøo cöïc döông, baùn daãn loaïi n vaøo cöïc aâm cuûa nguoàn ñieän. Ñieän tröôøng E do nguoàn ñieän taïo ra höôùng töø p sang n laøm cho haït mang ñieän cô baûn di chuyeån qua lôùp tieáp xuùc, neân coù doøng ñieän thuaän qua lôùp tieáp xuùc. 
I th 
2. Doøng ñieän qua lôùp chuyeån tieáp p-n 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
2. Doøng ñieän qua lôùp chuyeån tieáp p-n 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
 - Khi noái baùn daãn loaïi n vaøo cöïc döông, baùn daãn loaïi p vaøo cöïc aâm cuûa nguoàn ñieän. Ñieän tröôøng E do nguoàn ñieän taïo ra höôùng töø n sang p laøm cho haït mang ñieän cô baûn khoâng di chuyeån qua lôùp tieáp xuùc, chæ coù haït mang ñieän khoâng cô baûn ñi qua lôùp tieáp xuùc taïo ra doøng ñieän coù cöôøng ñoä raát nhoû goïi laø doøng ñieän ngöôïc. 
2. Doøng ñieän qua lôùp chuyeån tieáp p-n 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
 - Lôùp tieáp xuùc p-n chæ daãn ñieän theo moät chieàu töø p sang n. 
 Keát luaän 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
2. Doøng ñieän qua lôùp chuyeån tieáp p-n 
1. Söï hình thaønh lôùp chuyeån tieáp p - n 
 Ñaëc tröng voân-ampe cuûa lôùp chuyeån tieáp p-n 
 - Khaûo saùt söï bieán thieân cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän theo hieäu ñieän theá, ta coù theå thu ñöôïc ñöôøng ñaëc tröng voân ampe cuûa lôùp chuyeån tieáp p-n nhö treân hình beân . 
 - Tính chaát cuûa lôùp chuyeån tieáp p-n ñöôïc öùng duïng trong nhieàu duïng cuï baùn daãn nhö ñioât, tranzito. 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
IV. Giới thiệu một số linh kiện bán dẫn thường gặp 
1. Điôt bán dẫn 
 Laø caùc duïng cuï baùn daãn hai cöïc , trong ñoù coù moät lôùp chuyeån tieáp p – n . 
 Nguyeân taéc hoaït ñoäng : Döïa vaøo tính chaát chænh löu cuûa lôùp chuyeån tieáp p - n. 
 Taùc duïng : chænh löu doøng ñieän xoay chieàu 
 Ñioát chænh löu 
 Kyù hieäu : 
2. TRANZITO 
a. Caáu taïo vaø Phaân loaïi 
 Caáu taïo 
 Laø moät duïng cuï baùn dẫn coù hai lôùp chuyeån tieáp p – n . Noù goàm ba phaàn coù tính chaát daãn ñieän khaùc nhau 
Bài 17. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. Cấu tạo của chất bán dẫn – Phân loại bán dẫn 
II. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn 
III. Lớp chuyển tiếp p - n 
IV. Giới thiệu một số linh kiện bán dẫn thường gặp 
1. Điôt bán dẫn 
 Phaân loaïi 
 Tranzito p – n – p vaø Tranzito n – p – n 
2. TRANZITO 
a. Caáu taïo vaø Phaân loaïi 
Tranzito có ba cực: 
- Cực góp hay colectơ; kí hiệu C 
Cực đáy hay cực gốc, hoặc Bazơ; kí hiệu B 
- Cực phát hay emitơ; kí hiệu E 
b. Hoaït ñoäng 
 Noái hai cöïc E vaø B vaøo nguoàn  1 cho doøng ñieän theo chieàu thuaän 
 Noái hai cöïc C vaø B vaøo nguoàn  2 lôùn hôn  1 töø 5 ñeán 10 laàn ñaët vaøo lôùp chuyeån tieáp B – C moät hieäu ñieän theá ngöôïc . 
2. TRANZITO 
a. Caáu taïo vaø Phaân loaïi 
 Neáu hieäu ñieän theá giöõa E vaø B bieán thieân moät löôïng  U EB  I B vaø I E bieán thieân  I C cuõng bieán thieân theo  xuaát hieän  I C  xuaát hieän : 
  U R =  I C R 
  U R =  I B >  U EB nhieàu laàn. 
b. Hoaït ñoäng 
2. TRANZITO 
a. Caáu taïo vaø Phaân loaïi 
 Bieán thieân hieäu ñieän theá  U EB ñöôïc khuyeách ñaïi trong maïch tranzito 
 Caáu taïo 
 Khi I B = 0  Tranzito ôû traïng thaùi ngaét . 
 Khi I B coù giaù trò lôùn vaø I C ñaït giaù trò cöïc ñaïi 
 Tranzito ôû giaù trò baûo hoøa. 
b. Hoaït ñoäng 
2. TRANZITO 
a. Caáu taïo vaø Phaân loaïi 
MOÄT SOÁ DUÏNG CUÏ BAÙN DAÃN 
CUÛNG COÁ BAØI 
Caâu 01 
Tìm caâu ñuùng? 
A. Trong baùn daãn, maät ñoä electron luoân luoân baèng maät ñoä loã troáng. 
B. Nhieät ñoä caøng cao, baùn daãn daãn ñieän caøng toát. 
C. Baùn daãn loaïi p tích ñieän döông, vì maät ñoä loã troáng hôn maät ñoä electron. 
D. Baùn daãn coù ñieän trôû suaát cao hôn kim loaïi, vì trong baùn daãn coù hai loaïi haït taûi ñieän traùi daáu, coøn trong kim loaïi chæ coù moät loaïi . 
CUÛNG COÁ BAØI 
Caâu 02 
Choïn caâu ñuùng? 
A. Đieän trôû cuûa lôùp chuyeån tieáp p-n laø nhoû, khi lôùp chuyeån tieáp ñöôïc maéc vaøo nguoàn ñieän theo chieàu ngöôïc. 
B. Nhieät ñoä caøng cao, tính chænh löu cuûa lôùp chuyeån tieáp p-n caøng keùm. 
C. Khi lôùp chuyeån tieáp p-n ñöôïc hình thaønh thì luoân coù doøng ñieän chaïy theo chieàu töø baùn daãn loaïi p sang baùn daãn loaïi n, do söï khueách taùn cuûa caùc haït taûi ñieän cô baûn maïnh hôn so vôùi söï khueách taùn cuûa caùc haït taûi ñieän khoâng cô baûn. 
D. Khi lôùp chuyeån tieáp p-n ñöôïc hình thaønh thì luoân coù doøng ñieän töø baùn daãn loaïi n sang baùn daãn loaïi p, do ñieän tröôøng trong ôû lôùp chuyeån tieáp thuùc ñaåy chuyeån ñoäng cuûa caùc haït taûi ñieän thieåu soá.