Môn VL Chất Rắn 8 - Bài Giảng - Sư Phạm Vật Lý Liên Thông

Trang chủ » Nồng độ Electron Trong Kim Loại » Môn VL Chất Rắn 8 - Bài Giảng - Sư Phạm Vật Lý Liên Thông

Có thể bạn quan tâm

Đăng nhập / Đăng ký
  • Trang chủ
  • Thành viên
  • Trợ giúp
  • Liên hệ

Đồng Hồ

Đăng nhập

Tên truy nhập Mật khẩu Ghi nhớ   Quên mật khẩu ĐK thành viên

Liên Kết Các Kỹ Năng

TẤT CẢ KỸ NĂNG -------------------------- Diễn đàn Vietnamlearning Kiến thức Kỹ năng quản lý dự án Kỹ năng ra quyết định Kỹ năng làm việc nhóm Kỹ năng tư duy chiến lược Kỹ năng giao tiếp Kỹ năng giải quyết mẫu thuẫn Kỹ năng Tổ chức kỷ năng lập kế hoạch kỹ năng uỷ thác công việc Kỹ năng tư duy Kỹ năng làm vi nhóm Kỹ năng l hoạch Kỹ năng giải quyết Kỹ năng giao tiếp2 Kỹ năng quản lý thời gian Kỹ năng huấn luyện đào tạo Thuật lãnh đạo Kỹ năng ra quy.. Quản trị tài chính Quản trị nhân sự Kỹ năng giao việc và uỷ thác nhaquanly lanhdao KyNang-SuNghiep Phẩm chất lãnh đạo Ứng xử Kinh nghiệm Phong cách Kỹ năng làm việc Kỹ năng tự học Kỹ năng đào tạo người khác Kỹ năng làm việc độc lập Kỹ năng tư duy hệ thống dien-dat-thuyet-trinh Kỹ năng quản lý

Lời Hay Ý Đẹp

Truyện Cười

Thông tin

  • Giới thiệu bản thân
  • Lịch học tập
  • Ảnh của tôi
  • Lưu giữ kỉ niệm
  • Chia sẻ kinh nghiệm
  • Soạn bài trực tuyến

Tài nguyên dạy học

Các ý kiến mới nhất

  • CHÚC MỪNG NĂM MỚI! ...
  • TVM chúc thầy cô sk, hp...
  • TVM xin gia nhập. Rất vui được giao lưu...
  • Cái này hay đây …. Copy Code sau… Rồi vào...

    • Hỗ trợ trực tuyến

    Điều tra ý kiến

    Bạn thấy trang này như thế nào? Đẹp Bình thường Sơ sài Ý kiến khác

    Thống kê

  • 46373 truy cập (chi tiết) 9 trong hôm nay
  • 56657 lượt xem 10 trong hôm nay
  • 21 thành viên

    • Ảnh ngẫu nhiên

    Tl4.jpg Tl3.jpg Tl2.jpg Tl1.jpg Tl.jpg BANNER_NHAM_THIN_20121.swf Chuc_mung_nam_moi2011.swf

    Thành viên trực tuyến

    1 khách và 0 thành viên

    THÔNG BÁO VỀ TÀI LIỆU HỌC MÔN VẬT LÝ BÁN DẪN

    Tài liệu vật lý bán dẫn hiện đã có trên mail anh sang và trên violet. Nhưng anh chị chỉ in ra tài liệu "Cau kien dien tu - Tran Thi Cam.pdf" còn tài liệu "Vat_li_dien_tu_va_ban_dan.pdf" chỉ mang tính chất tham khảo. Tài liệu nằm ở phần giáo án và giáo trinh. Khi anh chị tải tài liệu về cần thực đăng nhập: dt7lylt mật khẩu : dt7lyltdt7lylt

    Chào mừng quý vị đến với website của Sinh Viên Sư Phạm Vật Lý Khóa 7

    Quý vị chưa đăng nhập hoặc chưa đăng ký làm thành viên, vì vậy chưa thể tải được các tài liệu của Thư viện về máy tính của mình. Nếu chưa đăng ký, hãy nhấn vào chữ ĐK thành viên ở phía bên trái, hoặc xem phim hướng dẫn tại đây Nếu đã đăng ký rồi, quý vị có thể đăng nhập ở ngay phía bên trái. Đưa bài giảng lên Gốc > Bài giảng >
    • Môn VL Chất Rắn 8
    • Cùng tác giả
    • Lịch sử tải về

    Môn VL Chất Rắn 8 Download Edit-0 Delete-0

    Wait
    • Begin_button
    • Prev_button
    • Play_button
    • Stop_button
    • Next_button
    • End_button
    • 0 / 0
    • Loading_status
    Nhấn vào đây để tải về Báo tài liệu có sai sót Nhắn tin cho tác giả (Tài liệu chưa được thẩm định) Nguồn: Người gửi: Sư Phạm Vật Lý Liên Thông (trang riêng) Ngày gửi: 12h:45' 06-06-2012 Dung lượng: 1.3 MB Số lượt tải: 88 Số lượt thích: 1 người (Nguyễn Trần Thanh) Các chất bán dẫn điện Chương VIII. CẤU TRÚC VÙNG NĂNG LƯỢNG CỦA CHẤT BÁN DẪNTừ đường tán sắc E(k) có thể xác định được nhiều tính chất của vật liệu. Thực tế các tính chất liên quan tới điện tử (tính chất quang, dẫn điện .) của các chất bán dẫn hoàn toàn được xác định bởi số electron nằm ở vùng dẫn và lỗ trống ở vùng hóa trị ? chỉ quan tâm đến các nhánh E(k) liên quan tới vùng dẫn và vùng hóa trị trong phạm vi của vùng Brillouin.Vùng dẫn: Vị trí (cực tiểu) thấp nhất của một nhánh E(k) của vùng dẫn ? xác định đáy vùng dẫn. Ta có: Với m1 = m2 = mT : khối lượng hiệu dụng ngang m3 = mL : khối lượng hiệu dụng dọc? Xác định bằng phương pháp cộng hưởng CyclotronVùng hóa trị: Cực đại của cả ba nhánh E(k) của vùng hóa trị đều ở vị trí k = 0 ? đỉnh vùng hóa trị ở tâm của vùng Brillouin tại k = 0 có suy biến năng lượng; tương tác spin - quĩ đạo làm giảm suy biến một phần.* Trong hai nhánh đầu:+ Trong vùng hóa trị khối lượng hiệu dụng được tính bởi:với A, B, C là các hằng số không thứ nguyên phụ thuộc vào các chất bán dẫn. Có hai loại lỗ trống:+ Lỗ trống nặng: + Lỗ trống nhẹ: * Nhánh thứ ba:Khối lượng của lỗ trống: Khoảng cách ngắn nhất giữa đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị bằng độ rộng vùng cấm Eg.Các chất có đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị nằm cùng một điểm trong vùng B (cùng k) ? chất có vùng cấm thẳng hay trực tiếp. VD: GaAs.Ngược lại: chất có đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hóa trị nằm cùng một điểm trong vùng B (khác k) ? chất có vùng cấm nghiêng hay gián tiếp. VD: GaP. Định nghĩa Chất bán dẫn là các chất có độ độ dẫn điện ? nằm trong khoảng: Từ 10-10 ?-1 cm-1 (điện môi) đến 104 ? 106 ?-1 cm-1 (kim loại ) II. BÁN DẪN TINH KHIẾT BÁN DẪN TẠP CHẤTBán dẫn sạch hay bán dẫn tinh khiết ? không pha tạp chất ? còn gọi là chất bán dẫn điện riêng.Pha tạp vào chất bán dẫn làm độ dẫn điện của nó thay đổi mạnh ? Bán dẫn tạp chất.? của chất bán dẫn phụ thuộc nhiều vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, điện trường, từ trường, tạp chất ...VÍ DỤPha B và Si theo nồng độ 1:105 ? độ dẫn điện tăng thêm 103 lần.Pha tạp với nồng độ thích hợp có thể đạt được: + Chất bán dẫn có độ dẫn điện mong muốn. + Chất bán dẫn loại n hay p.Khi đưa tạp chất vào tinh thể bán dẫn: tạp có thể thế chỗ các nguyên tử gốc ở nút mạng ? tạp chất thay thế.hay nằm xen kẽ vào giữa các nút mạng ? tạp chất điền khích.Các chất bán dẫn nguyên tốCác chất bán dẫn hợp chấtChất bán dẫn hợp chất ( AxB8-x ) :Chất bán dẫn nhiều thành phần Tạp chất làm thay đổi rất nhiều độ dẫn điện của các chất bán dẫn . Pha tạp chất Bo vào tinh thể Si theo tỷ lệ 1 : 105 làm tăng độ dẫn điện của Si lên 1000 lần ở nhiệt độ phòng. Sự phụ thuộc của điện trở suất ? (?cm) của Si và GaAs vào nồng độ tạp chất ở 300K Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nồng độ tạp chấtSự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độKim loại : Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ gần như tuyến tínhvới ?t = điện trở suất ở nhiệt độ t (oC) ? o = điện trở suất ở một nhiệt độ tham chiếu nào đóto ( thường là 0 hoặc 20oC) vàat = hệ số nhiệt của điện trở suất.Sự biến thiên của điện trở theo nhiệt độ Chất bán dẫn : Điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ theo hàm mũ : giảm khi nhiệt độ tăng.Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độSự dẫn điện trong Si sạch ở nhiệt độ T = 0 KSi4+ (Ge4+) : 4 electron ngoài ( liên kết lai sp3)Không có electron trong vùng dẫnSự dẫn điện trong Si sạch ở nhiệt độ T > 0 KTạp chất trong các chất bán dẫn Tạp chất thay thếTạp chất điền khíchTạp chất đô- no và ac-xep-to Tạp chất trong các chất bán dẫn Tạp chất thuộc nhóm V trong chất bán dẫn nhóm IVNguyên tử As thế chỗ một nguyên tử Ge ở nút: bốn hóa trị của As liên kết với bốn nguyên tử Ge lân cậnelectron hóa trị thứ năm của nó liên kết lỏng lẻo với nguyên tử As ? có thể chuyển động tương đối tự do trong phạm vi rộng xung quanh nguyên tử As gốc của nó ? hạt tải điện chính là electron ? As được gọi là tạp chất cho (Donor) ? bán dẫn này là bán dẫn loại n. Mức năng lượng của electron của tạp chất ED này nằm trong vùng cấm và gần đáy vùng dẫn.Chú ý: Các electron nằm ở các mức tạp chất không hoàn toàn tự do như các electron trên vùng dẫn mà phân bố gần các tâm tạp chất ? mức tạp là mức định xứ.Để tách electron thứ 5 khỏi nguyên tử As ta dùng công thức của năng lượng liên kết trong nguyên tử Hydro:Nhưng thay m ? m*; ?o ? ?o?r? Năng lượng ion của nguyên tử tạp chất As: mo - khối lượng của electron tự doe - điện tích của electroneo - hằng số điện môi của chân khôngh - hằng số Planckn - số lượng tử chínhTrong trạng thái cơ bản n = 1, EH = - 13,6 eVNăng lượng liên kếtGe : m* = 0,22 mo er = 16 Ei = 0,01 eVSi : m* = 0,33 mo er = 12 Ei = 0,031 eVNăng lượng ion hóa tạp chất đô-noVới phép gần đúng đã dùng, năng lượng ion hóa như nhau cho mọi nguyên tử tạp chất thuộc nhóm V. Trên thực tế, năng lượng đó có khác nhau với các tạp chất khác nhau, nhưng sự sai khác đó không lớn lắm.Khi đưa các nguyên tử tạp chất thuộc nhóm V vào Ge hay Si, trong vùng cấm xuất hiện các mức năng lượng nằm không xa đáy của vùng dẫn . Tạp chất có thể cung cấp điện tử dẫn điện : tạp chất đô-no và mức tạp chất được gọi là mức đô-noSự xuất hiện các mức năng lượng tạp chất trong vùng cấmMức năng lượng tạp chấtTạp chất như As và B có mức năng lượng nằm gần các cực trị của vùng năng lượng.Chất bán dẫn loại N : chất bán dẫn có chứa tạp chất đôno. n >> p Hạt tải điện cơ bản : electron Hạt tải điện không cơ bản : lỗ trốngSỰ PHỤ THUỘC CỦA NỒNG ĐỘ ĐIỆN TỬ DẪN VÀO NHIỆT ĐỘNồng độ electron từ mức Donor nhảy lên vùng dẫn:AD : hệ số tỉ lệED : năng lượng ion hóa của nguyên tử tạp chất (lấy gốc năng lượng là đáy vùng dẫn); ED > n Hạt tải điện cơ bản : lỗ trống Hạt tải điện không cơ bản : electronMột nguyên tử B thay thế một nguyên tử Si ở nút mạng; dùng ba electron hóa trị liên kết với các nguyên tử Si lân cậnnhưng vì thiếu một electron hóa trị nên nguyên tử B có xu hướng lấy thêm một electron ở các nguyên tử Si lân cận. Năng lượng cần thiết để thực hiện điều đó nhỏ hơn nhiều so với Eg tạo thành mức năng lượng tạp EA vùng cấm gần đỉnh vùng hóa trị. nguyên tử Si bị chiếm một electron ? thiếu một electron ? tạo thành lỗ trống electron của các nguyên tử Si dễ dàng nhảy vào lỗ trống đó và tạo thành một lỗ trống mới ? cứ như thế lỗ trống có thể di chuyển dễ dàng trong vùng hóa trị.SỰ PHỤ THUỘC NỒNG ĐỘ CỦA LỖ TRỐNG VÀO NHIỆT ĐỘ Ở nhiệt độ thường các electron ở vùng hóa trị lấp đầy mức tạp EA và bị giữ ở đó; các lỗ trống có thể di chuyển tự do trong vùng hóa trị ? hạt tải tự do chủ yếu ? Tạp chất nhóm ba này được gọi là tạp chất nhận (acceptor) - mức tạp xuất hiện trong vùng cấm EA gọi là mức Acceptor ? Bán dẫn loại P.Trong bán dẫn loại P: np >> nn , với np là nồng độ lỗ trống trong vùng hóa trị, nn là nồng độ electron trong vùng dẫn.Lỗ trống là hạt tải điện chủ yếu trong bán dẫn loại PSự phụ thuộc của nA (nồng độ lỗ trống) ở vùng hóa trị theo nhiệt độ trong bán dẫn loại P tương tự như sự phụ thuộc của nD ở vùng dẫn trong bán dẫn loại n.BÁN DẪN LOẠI P Noàng ñoä electron :Đơn vị của no và po [ cm -3] Noàng ñoä loã troáng :Nồng độ các hạt tải điện trong chất bán dẫn Nồng độ hạt tải điện (nO và po) trong điều kiện cân bằng. Với chất bán dẫn điện bất kỳ ( riêng hoặc tạp chất ) trong điều kiện cân bằng ở nhiệt độ T Nồng độ electron trong vùng dẫn g(E) là mật độ trạng thái mn là khối lượng hiệu dụng của electron trong vùng dẫn Ec là năng lượng ở đáy của vùng dẫn.Eci: năng lượng mức i trên vùng dẫn. và hàm phân bố Fermi- Dir?c: 2. mở rộng giới hạn lấy tích phân ra đến vô cùng ( khi E lớn , f(E) tiến đến 0 ).NỒNG ĐỘ ELECTRON TRONG VÙNG DẪN CỦA CHẤT BÁN DẪN KHÔNG SUY BIẾNVới chất bán dẫn không suy biến : Ec - EF >> kT Có thể dùng các gần đúng sau :Chọn EC = 0 ; ECi ? ? , ta có:Nồng độ electron trong vùng dẫn ở điều kiện cân bằng theo T:Theo định nghĩa và tính chất của hàm Gamma :NỒNG ĐỘ LỖ TRỐNG TRONG VÙNG HÓA TRỊ CỦA CHẤT BÁN DẪN KHÔNG SUY BIẾNTương tự: nồng độ lỗ trống trong vùng hóa trị ở điều kiện cân bằng:EV : năng lượng đỉnh vùng hóa trịEg = EC - Ev : độ rộng vùng cấm Nồng độ hạt tải điện riêng ? Với một chất bán dẫn cho trước và ở nhiệt độ T cố định, tích n0p0 là một hằng số : n0p0 = constVới chất bán dẫn riêng (sạch = tinh khiết): n0 = p0 = ni Điều kiện trung hòa điện trong chất bán dẫn Mức FermiVới một chất bán dẫn bất kỳ, điều kiện trung hòa điệnChất bán dẫn riêng : no = po NA- , ND+ tương ứng là nồng độ ion acxepto và nồng độ ion đôno.Nếu biết được EF thì tính được no và po. Ngược lại: để tính được EF ta dựa vào điều kiện trung hòa về điện.Khi T ? 0 : Vì mp ? mn ? mức EF hơi lệch khỏi tâm vùng cấm.Bán dẫn loại N : mức EF lệch về nửa trên vùng cấm, nồng độ acceptor càng nhiều, mức EF càng gần đáy EC của vùng dẫn.Bán dẫn loại P : mức EF lệch về nửa dưới vùng cấm, nồng độ donor càng nhiều, mức EF càng lệch về đỉnh vùng hóa trị.Mức Fermi trong các chất bán dẫnChất bán dẫn riêngỞ điều kiện cân bằng nhiệt động: Quá trình sinh = Quá trình tái hợp? go = ro = ?nopoVới go là số cặp điện tử - lỗ trống sinh ra do nhiệt trong một đơn vị thể tích.ro là số cặp điện tử - lỗ trống bị mất đi do tái hợp trong một đơn vị thời gian.Các hạt tải điện không cân bằng Trong bán dẫn, sự tạo thành các cặp electron - lỗ trống tạo nên một sự thay đổi lớn độ dẫn điện trong thể tích ? gọi là các hạt tải điện dư ? các hạt tải điện không cân bằng.Trong kim loại, trên thực tế ta không thể làm thay đổi nồng độ hạt tải điện trong thể tích. Cách tạo các hạt tải điện không cân bằng: + Chiếu sáng chất bán dẫn bằng ánh sáng có năng lượng photon: ? = hf ? Eg + Dùng chùm các hạt có năng lượng cao như chùm electron, proton, hạt ?, tia X, tia ?, . chiếu vào. + Phân cực thích hợp các lớp chuyển tiếp: kim loại - bán dẫn, hay lớp chuyển tiếp P - N.Khi mới được tạo thành, động năng của các hạt tải điện không cân bằng có thể vượt xa năng lượng nhiệt trung bình của các hạt tải điện cân bằng. Nhưng do tán xạ với mạng tinh thể chúng nhanh chóng nhường năng lượng vượt trội đó và không còn phân biệt được với các hạt tải điện cân bằng. Nồng độ hạt tải điện bằngn = n0 + ?n ; p = p0 + ?p fe (E) là hàm phân bố không cân bằng của điện tử . EFn và EFp tương ứng được gọi là chuẩn mức Fermi của điện tử và lỗ trống Hiệu năng lượng EFn - EFp đặc trưng cho độ lệch khỏi trạng thái cân bằng Thời gian sống Với chất bán dẫn điện riêng ?n = ?p Trường hợp kích thích yếu ?n > n0 + p0Trong các chất bán dẫn tạp chất, nói chung ?n ? ?p Các quá trình tái hợp trong các chất bán dẫn Thời gian sống ? của các hạt tải điện do các quá trình tái hợp xẩy ra bên trong chất bán dẫn quy định. Có thể phân loại các quá trình tái hợp thành + Tái hợp vùng - vùng + Tái hợp thông qua các tâm trong vùng cấm + Tái hợp mặt ngoàiNếu trong chất bán dẫn đồng thời xẩy ra cả 3 quá trình tái hợp nói trên thì thời gian sống ? của các hạt tải điện được tính theo công thức :Tiếp xúc kim loại - chất bán dẫn Dòng phát xạ nhiệt điện tử . Công thoát nhiệt điện tử Điện tử nằm trong tinh thể chịu sự tương tác Coulomb từ phía các ion dương của mạng. Một điện tử muốn thoát khỏi chất rắn cần tốn một năng lượng xác định nào đó. Mật độ dòng phát xạ nhiệt điện tử ( dòng điện tích của các điện tử đi ra chân không trong một đơn vị thời gian qua 1 đơn vị diện tích của vật liệu ở một nhiệt độ T ) :được gọi là dòng phát xạ nhiệt điện tử .A là một hằng số không phụ thuộc vào vật liệu? = E0 - EF là công bứt điện tử Giản đồ vùng năng lượng của lớp chuyển tiếp kim loại - chất bán dẫn Giả sử chất bán dẫn là loại N và có công thoát điện tử ?BdN < ?KLSố electron thoát khỏi chất bán dẫn để sang kim loại sẽ lớn hơn số electron chuyển động theo chiều ngược lại phía kim loại có tích điện âm còn phía chất bán dẫn mất đi một số điện tử để lại các ion đôno dương không được trung hòa xuất hiện điện trường ở ranh giới E0 hướng từ chất bán dẫn sang kim loại. Điện trường này ngăn cản sự chuyển động của electron từ chất bán dẫn sang kim loại nhưng không ảnh hưởng đến các electron chuyển động từ kim loại sang chất bán dẫn . Khi cân bằng : ở ranh giới của hai vật liệu xuất hiện một điện trường ổn định E0, được gọi là điện trường tiếp xúc. Ở trạng thái dừng, dòng electron đi từ chất bán dẫn sang kim loại jBD bằng dòng electron đi từ kim loại sang chất bán dẫn jKL Từ những đánh giá sơ bộ về các lớp điện tích không gian và tính đến hiệu ứng đường hầm khi khe d hẹp ta có thể vẽ giản đồ năng lượng cho lớp chuyển tiếp kim loại - bán dẫn trong điều kiện cân bằng Trong trường hợp ?KL < ?BD-N , miền điện tích thể tích có điện trở nhỏ nên được gọi là lớp đối ngăn.Miền điện tích thể tích w trên mặt chất bán dẫn có điện trở rất lớn so với điện trở của kim loại và của miền bán dẫn trung hòa. Lớp đó thường được gọi là lớp ngăn.Đặc trưng Volt - Ampere của chuyển tiếp Kim loại - Bán dẫnKhi chưa đặt điện áp ngoài lên hệ kim loại - bán dẫn: jKl = jBd = js? Dòng điện tổng cộng qua lớp tiếp xúc kim loại - bán dẫn: j = jKl - jBd = 0Khi đặt điện áp lên hệ hình thành lớp ngăn (?Kl > ?Bd) vì điện trở lớp ngăn lớn nên toàn bộ điện áp ngoài coi như sụt tại lớp ngăn đó, bỏ qua sự sinh và tái hợp các hạt tải tại lớp ngăn.Phân cực thuậnVngoài = V = ?Bd - ?Kl > 0Điện áp V tạo nên điện trường ngoài ngược chiều với điện trường tiếp xúc làm giảm hàng rào thế năng đối với các electron chuyển từ bán dẫn sang kim loại ? jBd tăng, jKl = const.jKl = js? Dòng điện tổng cộng qua lớp tiếp xúc kim loại - bán dẫn: Phân cực nghịchVngoài = V = ?Bd - ?Kl < 0Điện trường ngoài cùng chiều với điện trường tiếp xúc, làm nâng hàng rào thế năng đối với các electron chuyển động từ bán dẫn sang kim loại.jKl = js? Dòng điện tổng cộng qua lớp tiếp xúc kim loại - bán dẫn: ? Tổng quát của hai trường hợp phân cực thuận và nghịch:Trường hợp chọn lớp tiếp xúc có ?Kl < ?BdN hay ?Kl < ?BdP ? lớp đối ngăn ? Dòng điện chạy theo cả hai chiều kim loại sang bán dẫn hay bán dẫn sang kim loại đều có điện trở nhỏ ? tiếp xúc Omic.Tiếp xúc có ?Kl > ?Bd ? Lớp ngăn ? tiếp xúc chỉnh lưu ? diod kim loại - bán dẫn hay diod Schottky.Các cách chế tạo + Phương pháp nóng chảy + Pha tạp trong quá trình kéo đơn tinh thể bán dẫn + Phương pháp khuếch tán tạp chất vào chất bán dẫn ở nhiệt độ cao. + Phương pháp cấy ion. Trong các cách chế tạo trên lớp chuyển tiếp P-N được hình thành trên cùng một đơn tinh thể .Chuyển tiếp P - NGiản đồ vùng năng lượng của lớp chuyển tiếp P - N. Thế hiệu tiếp xúcKhi mới được hình thành lớp chuyển tiếp, do có chênh lệch về nồng độ của các hạt tải điện (điện tử và lỗ trống) trong hai miền , xẩy ra các quá trình khuếch tán sau : điện tử khuếch tán từ miền N sang miền P lỗ trống khuếch tán từ miền P sang miền N. ? bên miền N xuất hiện các ion đôno dương không được trung hòa và bên miền P còn lại các ion acxepto âm không được trung hòa bởi lỗ trống. Ở ranh giới của 2 miền hình thành điện trường hướng từ miền N sang miền P. Điện trường này hạn chế quá trình khuếch tán của các hạt tải điện cho nên đến một lúc nào đó sẽ đạt tới trạng thái cân bằng. Chuyển tiếp P - N : điều kiện cân bằngTrong miền điện tích thể tích W ở ranh giới của hai miền N và P có điện trường tiếp xúc E0 vàdòng điện tử từ N sang P : jn = jns : dòng điện tử từ P sang Ndòng lỗ trống từ P sang N : jp = jps : dòng lỗ trống từ N sang Pdòng tổng cộng qua lớp chuyển tiếp j = ( jn + jp ) - ( jps + jns ) = 0 Chuyển tiếp P - N : điều kiện cân bằngChuyển tiếp P - N : điều kiện cân bằngMiền điện tích thể tích chỉ có các điện tích cố định (các ion ND+ và các ion NA-) nên điện trở của miền này rất hơn điện trở của các miền P và N trung hòa.Trong miền N : n0N p0N = ni2 Khi EF = EiN thì n0N = ni nên: Thế hiệu tiếp xúcTrong miền P : n0P p0P = ni2 Thế hiệu tiếp xúc :Thế hiệu tiếp xúcChuyển tiếp P - N : đặc trưng Von-AmpeXét lớp chuyển tiếp P-N . Có các dòng sau chạy qua lớp chuyển tiếp đó : + dòng lỗ trống từ miền P sang miền N : jp ( dòng hạt tải điện cơ bản ) + dòng lỗ trống từ miền N sang miền P : jps ( dòng hạt tải điện không cơ bản ) + dòng điện tử từ miền N sang miền P : jn ( dòng hạt tải điện cơ bản ) + dòng điện tử từ miền P sang miền N : jns ( dòng hạt tải điện không cơ bản )Khi không đặt điện áp ngoài vào, dòng tổng cộng qua lớp chuyển tiếp j = ( jn + jp ) - ( jps + jns ) = 0 trong đó Đặt điện áp V lên hệ P-N. Do điện trở của lớp điện tích thể tich rất lớn nên gần đúng có thể xem toàn bộ V sụt hết trên miền này. Xét trường hợp lớp ngăn mỏng để có thể bỏ qua các quá trình sinh và tái hợp các hạt tải điện trong miền này.Điện áp V tạo điện trường ngoài ngược chiều với điện trường tiếp xúc. Do hai điện trường ngược chiều nhau nên điện trường tổng cộng trong lớp chuyển tiếp giảm xuống. Thế hiệu tiếp xúc bây giờ bằng e ( U0 - V ) Chuyển tiếp P - N : phân cực thuậnSự giảm này không ảnh hưởng gì đến các dòng hạt tải điện không cơ bản nhưng làm tăng các dòng hạt tải điện cơ bản :Dòng tổng cộng qua lớp chuyển tiếp Điện áp V tạo điện trường ngoài cùng chiều với điện trường tiếp xúc. Do hai điện trường cùng chiều nhau nên điện trường tổng cộng trong lớp chuyển tiếp tăng lên. Thế hiệu tiếp xúc bây giờ bằng e ( U0 + V ) . Chuyển tiếp P - N : phân cực ngượcSự tăng thế này không ảnh hưởng gì đến các dòng hạt tải điện không cơ bản nhưng làm giảm các dòng hạt tải điện cơ bản :Dòng tổng cộng qua lớp chuyển tiếp Kết hợp các kết quả trên, có thể viết biểu thức của đường đặc trưng Von - Ampe dưới dạng trong đó lấy dấu + nếu phân cực thuận và dấu - khi phân cực ngược.với phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ .   ↓ ↓ Gửi ý kiến

    Tin Tức Các Báo

    Download các phần mềm hay

    Bản quyền thuộc về Sinh Viên Sư Phạm Vật Lý Liên Thông Khóa 7 Website được thừa kế từ Violet.vn, người quản trị: Sư Phạm Vật Lý Liên Thông

    Từ khóa » Nồng độ Electron Trong Kim Loại