Chương VI - dòng điện trong các môi trường
Bài 45: dụng cụ bán dẫn

1/ Dòng điện qua lớp tiếp xúc p-n
2/ Dụng cụ bán dẫn

1/ Dòng điện qua lớp tiếp xúc p-n
a/Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn
Khi đặt bán dẫn loại n cạnh bán dẫn loại p

e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Tại mặt phân cách:
e ở n khuếch tán sang p
lỗ trống từ p khuếch tán sang n
Do đó bên n mang điện dương, bên p mang điện âm

Etiếp xúc
n
p
Kết quả : tại mặt phân cách hình thành một lớp tích điện âm ở phía p, tích điện dương ở phía n, gọi là lớp tiếp xúc p-n
ETiếp xúc hướng từ n p ngăn cản sự khuếch tán.
Khi ETiếp xúc đạt đến E0 thì dòng khuếch tán dừng lại.
Điện trở của lớp tiếp xúc rất lớn so với toàn bộ mẫu bán dẫn

b/ Tính dẫn điện của lớp tiếp xúc p - n

e
Etiếp xúc
Engoài
e
Nhóm 1
Etiếp xúc
Engoài
+ Các hạt tải điện cơ bản và không cơ bản trên từng miền chuyển động như thế nào dưới tác dụng của Etiếp xúc và Engoài?
Nhóm 2
e
e
e
e
e
e
e
e
n
p
n
p
TH1: n nối với cực (-), p nối với cực (+)
Nhóm 1:



Dòng điện là dòng của các hạt cơ bản. (+) từ p n, Electron từ n p. Ta gọi là dòng điện thuận, hiệu điện thế đặt vào gọi là hiệu điện thế thuận
Etiếp xúc
Engoài
e
e
e
e
n
p
e
TH2: n nối với cực (+), p nối với cực (-)
Nhóm 2:



Dòng điện là dòng của các hạt không cơ bản. Electron từ p n, (+) từ n p. Ta gọi là dòng điện ngược, hiệu điện thế đặt vào gọi là hiệu điện thế ngược
e
Etiếp xúc
Engoài
n
p
e
e
e
e
Kết luận:
Số hạt tải cơ bản lớn hơn rất nhiều so với số hạt tải không cơ bản.
Do đó, dòng điện thuận (p n) lớn hơn rất nhiều so với dòng điện ngược (n p)
Lớp tiếp xúc p - n có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều từ p n
n
p
2/ Dụng cụ bán dẫn
a- Điôt (Diode) bán dãn:
+ Có một lớp tiếp xúc p-n
+ Dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều

b- Transistor:
+ Gồm 3 phần có tính chất dẫn điện khác nhau.
+ Có 2 loại Transistor: n-p-n và p-n-p
+ Gồm 3 cực: Cực phát E (Emitor), Cực góp C(Collector), Cực gốc B (Base)(thường rất mỏng)
Hoạt động của Transistor
n
n
p
E
C
B
e
e
e
e
IE
IB
IC
1
2
Lớp tiếp xúc E-B phân cực thuận, B- C phân cực ngược
IE=IB+IC,IB << IC. Nên IE ~ IC.
IE dùng để điều chỉnh dòng IC
Khi thay đổi UE-B, IE thay đổi IC thay đổi. Nếu RC rất lớn URC >> UE-B.
Sự biến thiên của UE-B được khuếch đại.
ứng dụng: Trong mạch khuếch đại, tạo dao động.
Ưu điểm: Nhỏ, tiết kiệm năng lượng, cần nguồn U nhỏ, bền cơ học, sử dụng lâu dài.
c/ Nhiệt điện trở bán dẫn
Được chế tạo từ Ge, Si, Se và một số ôxit kim loại.
Tính chất: Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm.
ứng dụng:
+ Đo nhiệt độ
+ Khống chế nhiệt độ từ xa
+ Thiết bị báo cháy.

d/ Quang điện trở bán dẫn:
Chế tạo từ bán dẫn có điện trở tỷ lệ với cường độ sáng (Ge, Si, Se và một số bán dẫn hợp chất).
Đặc điểm: kích thước nhỏ, độ nhạy cao
Dùng trong các thiết bị kiểm tra và điều khiển tự động, đo ánh sáng
e/ Vi mạch điện tử dùng bán dẫn: kích thước nhỏ chứa hàng nghìn chi tiết (Diode, Transistor, Điện trở... )
Câu hỏi trắc nghiệm
I. Chọn đáp án đúng
a. Lớp tiếp xúc p - n:
? Mang điện tích -
? Mang điện tích +
? Không mang điện
? Mang điện âm phía n, + phía p
? Mang điện dương phía n, - phía p
b. Etx có tác dụng:
? Cản trở sự chuyển động của e từ p? n, lỗ trống n? p
? Cản trở sự chuyển động của lỗ trống p? n, e từ n? p
? Tăng dòng khuếch tán
? Không có tác dụng gì.

II. Các câu dưới đây câu nào đúng, câu nào sai:

Dòng điện thuận xuất hiện khi mắc mẫu p-n: n nối với cực dương, p nối với cực âm
Dòng điện thuận là dòng của các hạt tải cơ bản
Dòng điện ngược là dòng của các hạt tải không cơ bản
Khi mắc mẫu bán dẫn p-n vào nguồn tuỳ ý, dòng điện qua bán dẫn đều rất lớn.
Diode bán dẫn dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều.
Transistor dùng để khuếch đại tín hiệu điện.
Nhiệt điện trở bán dẫn: nhiệt độ tăng, điện trở tăng.
Quang điện trở bán dẫn: độ dẫn giảm khi tăng cường độ chiếu sáng.
Quang điện trở bán dẫn khi được chiếu sáng, nhờ năng lượng của ánh sáng, một số mối liên kết trong tinh thể bị phá vỡ, tạo ra e và lỗ trống. Do đó độ dẫn điện của bán dẫn tăng lên.
Vi mạch điện tử dùng bán dẫn rất cồng kềnh, tốn năng lượng.

Đáp án
I. Đáp án đúng:
a/ 5 b/ 2
II.
1/sai 5/ đúng 9/đúng
2/đúng 6/đúng 10/sai
3/đúng 7/sai
4/ sai 8/sai