Chất bán dẫn là gì? Dòng điện trong chất bán dẫn

Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng của các electron chuyển động ngược chiều điện trường. Dòng của các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu được chất bán dẫn là gì? Để có những thông tin đầy đủ nhất, các bạn hãy đón đọc bài viết dưới đây nhé!

Chất bán dẫn là gì? Tính chất của chất bán dẫn

Chất bán dẫn là cụm từ để gọi những loại vật liệu không thể xem là kim loại cũng không phải chất điện môi.

Một số tính chất như sau:

• Điện trở suất của chất bán dẫn có giá trị nằm giữa. Cụ thể là trong khoảng trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện trở suất của chất điện môi. Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn tăng rất lớn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng, điện trở suất lại giảm nhanh và hệ số nhiệt điện trở sẽ có giá trị âm. Điều này xảy ra trái ngược với điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ.
• Điện trở suất của chất bán dẫn rất nhạy cảm với tạp chất. Chỉ cần một lượng tạp chất rất nhỏ cũng đủ làm điện trở suất của nó giảm rất nhiều lần. Lúc này, ta có thể gọi hiện tượng này là dẫn điện tạp chất.
• Điện trở suất của chất bán dẫn sẽ giảm khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hoá.

Hạt tải điện trong chất bán dẫn

Để hiểu được tính chất dẫn điện của chất bán dẫn, ta cần xác định hạt tải điện trong chất đó là điện tích gì. Ta tiến hành như sau: Lấy một thỏi bán dẫn và giữ một đầu ở nhiệt độ cao, một đầu ở nhiệt độ thấp. Lúc này, chuyển động nhiệt có xu hướng đẩy hạt tải điện về phía nhiệt độ thấp. Nên đầu lạnh sẽ tích điện cùng dấu với hạt tải điện.

Electron và lỗ trống

• Trong hai loại bán dẫn p và n, dòng điện đều do chuyển động của electron sinh ra. Khi tạo thành tinh thể silic, mỗi tinh thể silic có bốn electron hoá trị nên tạo ra được bốn liên kết với bốn nguyên tử lân cận.
• Các electron hoá trị đều bị liên kết, nên không tham gia được vào việc dẫn điện.
• Khi một electron bị đứt khỏi liên kết sẽ được tự do và thành hạt tải điện gọi là electron dẫn. Chỗ liên kết bị đứt lúc nãy sẽ thiếu đi 1 electron nên mang điện dương. Khi một electron từ mối liên kết của nguyên tử silic lân cận chuyển tới thì mối liên kết đứt sẽ di chuyển ngược lại. Nói cách khác, hiện tượng này có thể xem như chuyển động của một điện tích dương theo chiều ngược. Tên gọi lúc bấy giờ sẽ là lỗ trống

Kết luận: Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các electron chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

Tạp chất cho và tạp chất nhận

• Hạt tải điện trong bán dẫn loại n là electron. Gọi là tạp chất cho
• Hạt dẫn điện trong bán dẫn loại p là lỗ trống. Gọi là tạp chất nhận

Lớp chuyển tiếp p và n

Lớp chuyển tiếp p – n là vị trí tiếp xúc của 2 miền. Đó là miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn.

Lớp nghèo 

Lớp nghèo được hình thành do sự khuếch tán và tái hợp giữa các electron và lỗ trống. Lớp nghèo là lớp không có các hạt tải điện. Điện trở lớp nghèo rất lớn.

Dòng điện chạy qua lớp nghèo

Qua lớp tiếp xúc p – n. Dòng điện chạy từ p sang n gọi là chiều thuận. Dòng điện chạy từ n sang p gọi là chiều ngược. Lớp chuyển tiếp p – n có tính chỉnh lưu.

Hiện tượng phun hạt tải điện trong chất bán dẫn

Hiện tượng phun hạt tải điện được hình thành khi qua lớp tiếp xúc p-n. Lúc này, dòng điện chạy từ p sang n theo chiều thuận thì các hạt tải điện có thể đi vào lớp nghèo. Sau đó đi tiếp sang miền đối diện.

Tìm hiểu về điốt bán dẫn

Điốt bán dẫn là một lớp chuyển tiếp p-n, nó có tính chỉnh lưu và được dùng để lắp mạch chỉnh lưu. Điốt có chức năng biến dòng điện xoay chiều thành một chiều.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Tranzito lưỡng cực n-p-n trong chất bán dẫn

Hiệu ứng tranzito

Là hiệu ứng dòng điện khi chạy từ B sang E và tác động làm thay đổi điện trở RcB

Tranzito lưỡng cực n-p-n

Khái niệm: Tranzito lưỡng cực n-p-n là một lớp bán dẫn loại p kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại n thực hiện trên một tinh thể bán dẫn.

Tranzito có thể khuếch đại được tín hiệu điện nên thường dùng để lắp bộ khuếch đại và các khóa điện tử.

Như vậy bài viết đã cung cấp cho các bạn đầy đủ những kiến thức liên quan đến dòng điện trong chất bán dẫn. Hy vọng rằng với những chia sẻ kiến thức trên đã giúp các bạn tích lũy đủ các nội dung quan trọng.