Thí Nghiệm Vật Lý - Bke - 090 Khảo Sát đặc Tính Của Diode Và Transistor

Dụng cụ:

1. Bộ thí nghiệm Vật lý MC - 957.

2. Một Diode và một Transistor npn.

3. Hai điện trở 820?và 100k ?.

4.Bộ dây nối mạch điện ( 9 dây )

I. Cơ sở lý thuyết

1.đặc tính chỉnh l-u của Diode bán dẫn.

a. Tính dẫn điện của bán dẫn tinh khiết :

Các nguyên tử Silic(Si), German( Ge). có 4

electron ở lớp ngoài cùng, khi kết tinh, chúng liênkết với

nhau bởi 4 đôi electron góp chung với 4 nguyên tử láng

giềng, gọi là liên kết đồng hoá trị. Vì vậy ở nhiệtđộ

thấp, các tinh thể Ge, Si. tinh khiết không có các

electron tự do, chúng là những chất cách điện. Tuy

nhiên, ở nhiệt độ cao, năng l-ợng chuyển động nhiệtđủ

cho một số electron bứt ra khỏi mối liên kết đồng hoá

trị, trở thành electron tự do, và để lại ở nguyên tử một lỗ

trống p, t-ơng đ-ơng với một hạt điện d-ơng mang điện

tích +e . Lỗ trống này nh- một cái bẫy, có thể bắt

electron của nguyên tử bên cạnh và tạo ra một lỗ trống

mới. Cơ chế này cho phép các lỗ trống có thể di chuyển

tự do trong tinh thể nên lỗ trống đ-ợc gọi là các lỗ trống

tự do. Nh- vậy, nhờ quá trình ion hoá vì nhiệt, hailoại

hạt mang điện tự do e và p đồng thời xuất hiện trong

chất bán dẫn, với nồng độ bằng nhau ( ne= np= ni ),

cùng tham gia vào quá trình dẫn điện. ởnhiệt độ

phòng, quá trình ion hoá vì nhiệt của các bán dẫn tinh

khiết xảy ra yếu, nồng độ ni rất nhỏ, điện trở suất của

chúng khá lớn .

b. Bán dẫn tạp chất

Khi pha tạp các nguyên tử thuộc nhóm 5, chẳng

hạn nh- Arsenic (As ) vào tinh thể Silic , 4 trong số 5

electron lớp ngoài cùng của nguyên tử As liên kết đồng

hoá trị với 4 nguyên tử Silic xung quanh, còn lại 1

electron liên kết yếu với hạt nhân As, dễ bị bứt rakhỏi

As trở thành electron tự do và As trở thành 1 ion d-ơng

tạp chất. ởnhiệt độ phòng, năng l-ợng nhiệt đủ để ion

hoá toàn bộ các nguyên tử tạp As trong mạng tinh thể

Si, tạo ra rất nhiều electron tự do, e chiếm đa số trở

thành hạt dẫn cơ bản, lỗ trống chiếm thiểu số trở thành

loại hạt dẫn không cơ bản, bán dẫn pha tạp As đ-ợc

gọi là bán dẫn loại N, có ne>> np.

Cũng t-ơng tự nh- thế, nếu ta pha tạp vào

tinh thể Silic các nguyên tử thuộc nhóm 3, chẳng

hạn Gallium ( Ga), chỉ có 3 electron lớp ngoài

cùng. Khi liên kết với 4 nguyên tử Si xung quanh,

Ga bị thiếu 1 electron , tạo ra một nút khuyết, hay

một lỗ trống liên kết. Nó có thể bắt một electron

của nguyên tử Si ở xung quanh, trở thành một

ion âm Ga tạp chất, và tạo ra một lỗ trống tự do.

Bán dẫn trở nên giàu lỗ trống tự do, đ-ợc gọi là

bán dẫn loại P. Lỗ trống chiếm đa số, là hạt dẫn

cơ bản, electron là hạt dẫn không cơ bản: ne