Dòng điện trong chất bán dẫn

1. Chất bán dẫn và tính chất

- Chất bán dẫn là một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là gemani và silic

- Điện trở suất của các chất bán dẫn có giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và điện môi

- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và tạp chất

- Điện trở suất cả chất bán đãn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác dung của các tác nhân ion hóa khác

2. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

2.1 Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

- Mẫu silic pha tạp phôtpho (P), Asen (As) hoặc antimon (Sb) chứng tỏ hạt tải điện trong đó mang điện âm. Ta gọi mẫu silic này là loại n. Với mẫu silic pha tạp Bo(B), nhôm (Al) hoặc gali (Ga) chứng tỏ hạt tải điện mang điện dương. Ta gọi mẫu silic này là loại p

2.2 Êlectron và lỗ trống

- Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường

2.3 Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhân (axepto)

- Bán dẫn chứa đôno là loại n, có mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống. Bán dẫn chứa axepto là loại p, có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ êlectron 

3. Lớp chuyển tiếp p-n

- Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn

3.1 Lớp nghèo

- Ở lớp chuyển tiếp p-n sẽ hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo. Ở lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương và về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm. Điện trở của lớp nghèo rất lớn

3.2 Dòng điện chạy qua lớp nghèo

- Nếu đặt một điện tường hướng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì lỗ trống trong bán dẫn p sẽ chạy theo chiều điện trường vào lớp nghèo, êlectron trong bán dẫn n sẽ chạy ngược chiều điện trường vào lớp đó. Lúc này lớp nghèo trở nên dẫn điện. Khi đảo chiều điện trường ngoài thì dòng điện không thể chạy từ miền n sang miền p vì khi ấy không có hạt tải điện nào đến lớp nghèo. Ta gọi chiều dòng điện qua lớp nghèo (từ p sang n) là chiều thuận, chiều kia là chiều ngược

3.3 Hiện tượng phun hạt tải

- Khi dòng điện chạy 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. Ta nói có hiện tượng phun hạt tài điện từ miền này sang miền khác

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

- Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p-n. Vì dòng điện chủ yếu chỉ chạy qua điôt theo chiều từ p sang n nên khi nối nó vào mạch điện xoay chiều, dòng điện cũng chỉ chạy theo một chiều. Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu. Nó được dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành một chiều

5. Tranzito lưỡng cực n-p-n. Cấu tạp và nguyên lí hoạt động

5.1 Hiệu ứng tranzito

- Hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở \(R_{CB}\) gọi là hiệu ứng tranzito

5.2 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  \(n_{1}\) và \(n_{2}\) đã mô tả ở trên gọi là tranzito lưỡng cực n-p-n

- Tranzito gồm có ba cực:

+ Cực góp hay colectơ, kí hiệu là C

+ Cực đáy hay cực gốc, hoặc bazơ, kí hiệu là B

+ Cực phát hay êmitơ, kí hiệu là E

- Tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu điện, và là linh kiện chủ lực dẫn đến sự bùng nổ của công nghệ điện tử và thông tin ngày nay