Bài giảng Hóa học 11 - Bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn - Năm học 2022-2023 - Huỳnh Thanh Tuấn

 Gi áo viên: Huỳnh Thanh Tuấn 
 CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ 
VÀ CÁC EM HỌC SINH 
LỚP 11 
Bài 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
I. CHẤT BÁN DẪN VÀ TÍNH CHẤT 
1. Chất bán dẫn 
- Bán dẫn là những chất không phải là kim loại hay điện môi. 
- Ví dụ: Si, As, Ge, Se, Te, CdS, CdSe, CdTe, PbS . 
2. Tính chất của chất bán dẫn: 
 - Điện trở suất: ki m loại bán dẫn điện môi 
 - Điện trở suất của bán dẫn cũng giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác. 
 - Khi nhiệt độ thấp thì ρ bán dẫn tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng thì đ iện trở suất của bán dẫn giảm nhanh. 
- Điện trở suất của bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất . 
1. Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn: 
II . Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p . 
Electron 
tự do 
(-) 
Lỗ trống(+) 
+ 
+ 
+ 
Bức xạ kích thích , ánh sáng 
- Khảo sát bán dẫn Si ( Silic ) tinh khiết 
 Khi chưa có điện trường ( chưa có U): 
Các e dẫn và lỗ trống (+) chuyển động hỗn loạn: I =0 
E 
 Khi có điện trường ( có U): 
Các e dẫn ngược chiều điện trường và lỗ trống (+) chuyển động cùng chiều điện trường: Có dòng điện I 
Electron 
tự do 
(-) 
Lỗ trống(+) 
+ 
- 
* Kết luận: 
- Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là êlectron dẫn và lỗ trống. 
- Dòng điện trong bán dẫn là dòng các ê lectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường. 
E 
2. Bán dẫn loại n- Tạp chất cho ( đôno) 
Khi pha tạp chất ph ô tpho (P) (nhóm V ) 
vào silic (Si)(nhóm IV) 
P 
Si 
Nguyên tử P 
Nguyên tử Silic 
Bán dẫn loại n – Tạp chất cho (đôno) 
P 
Si 
Si 
Si 
Si 
Si 
Si 
Si 
Si 
P + 
êlectron rời khỏi nguyên tử P trở thành e tự do 
* Nhận xét: 
- Để có bán dẫn loại n ta pha chất ở nhóm V vào bán dẫn ở nhóm IV. 
- Tạp chất pha vào gọi là tạp chất cho (đôno) . 
- Hạt tải điện trong bán dẫn n chủ yếu là ê lectron . 
3. Bán dẫn loại p - Tạp chất nhận ( axepto) 
Khi pha tạp chất B ( Bo ) (nhóm III ) vào 
 Si ( silic ) (nhóm IV) 
Bo 
Si 
Nguyên tử Bo 
Nguyên tử silic 
Bán dẫn loại p – Tạp chất nhận (axepto) 
Si 
Si 
Si 
Si 
B 
Si 
Si 
Si 
Si 
B - 
êlectron lân cận đến liên kết 
Lỗ trống 
* Nhận xét: 
- Để có bán dẫn loại P ta pha chất ở nhóm III vào bán dẫn ở nhóm IV. 
- Tạp chất pha vào gọi là tạp chất nhận ( axepto ) . 
- Hạt tải điện trong bán dẫn loại p chủ yếu là lỗ trống . 
Điện trở suất và mật độ hạt tải điện 
của gecmani pha tạp gali ở 300 K 
Tỉ lệ tạp chất 
0 % 
10 -6 % 
10 -3 % 
Điện trở suất 
 0,5 
 10 -1 
 10 -4 
Mật độ lỗ trống 
2,5.10 19 m -3 
3,7.10 20 m -3 
3,7.10 23 m -3 
Mật độ electron 
2,5.10 19 m -3 
1,7.10 18 m -3 
1,7.10 15 m -3 
So sánh điện trở suất của bán dẫn gecmani tinh khiết, gecmani pha tạp gali 10 -6 % và gecmani pha tạp gali 10 -3 % ở nhiệt độ 300 K với nhau và với điện trở suất của các kim loại (khoảng 10 -8 ) 
Điốt bán dẫn 
Tranzito 
Nhiệt điện trở 
Quang trở 
 Đi ô t bán dẫn : 
Kí hiệu đi ô t bán dẫn 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
4 
3 
2 
1 
B 
A 
+ 
- 
Chỉnh lưu nửa chu kì 
Chỉnh lưu hai nửa chu kì 
Mạch chỉnh lưu đi ô t bán dẫn : 
Mạch khuếch đại công suất tranzito