1 Chất bán dẫn là gì 1.8 Có bao nhiêu loại chất bán dẫn 1.10 Chất bán dẫn loại P là gì 1.11 Bài tập bán dẫn tinh khiết N, P
Chất bán dẫn là gì? Làm thế nào để nhiệt độ ảnh hưởng đến chất bán dẫn?
Chất bán dẫn được coi là một chủ đề rất thú vị đối với người đọc. Đặc biệt là các vấn đề liên quan đến bản chất dòng điện và hạt tải điện trong chất bán dẫn hiện nay
Gali arsenua, gecmani và silic, pin mặt trời; điốt là chất bán dẫn phổ biến có thể tạo ra toàn bộ thời gian tồn tại của chúng
Hay ví dụ về điện thoại, máy tính, thiết bị truyền hình, đài… có hàng triệu chiếc; thậm chí hàng tỷ bóng bán dẫn
Sử dụng chất bán dẫn trong hệ thống điện
Hay các thiết bị công nghiệp như cảm biến nhiệt độ pt100, đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến áp suất hay công tắc nhiệt…… tất cả đều bao gồm rất nhiều bóng bán dẫn này
Đối với vi mạch và chip điện tử, chất bán dẫn được thiết kế nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện; nó có tác dụng ngăn dòng điện đi qua hoặc đưa dòng điện qua các thiết bị điện tử
Vậy câu hỏi đặt ra: Chất bán dẫn là gì? Dạng dòng điện trong chất bán dẫn có gì đặc biệt? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Tính chất đặc biệt của chất bán dẫn là gì?
Bạn thấy: Hố
Để biết chất bán dẫn là gì? Và có bao nhiêu màu sắc! Bạn có thể tham khảo chia sẻ này
Chất bán dẫn là gì?
Chất bán dẫn hay còn gọi là tranzito tên tiếng anh là Semiconductor là một loại chất trung gian được sinh ra trong mạch tích hợp từ các hạt mang điện tích hoặc cách ly về điện.
Chất dẫn điện, chúng ta hiểu rõ hơn, là thứ có thể ở trong nước – tinh thể rắn hoặc khí, tạo thành một khối liên kết với nhau nhờ tính chất điện để có thể truyền điện.
Chất dẫn điện là gì và sự khác biệt giữa chất dẫn điện và chất dẫn điện là gì?
Ví dụ đơn giản về chất dẫn điện như nước, sắt, thép, đồng, v.v. Đây là những dây dẫn chất lượng cao nhất mà chúng ta thấy hầu hết thời gian. Và tỷ lệ của các chuyển động nhanh, chậm, mạnh và yếu phụ thuộc vào các tiền tố tạo nên chúng.
Chất cách điện là gì?
Chất cách điện là một loại vật liệu hoặc hóa chất tồn tại dưới dạng tinh thể lỏng – rắn hoặc khí có thể ngắt 100% dòng điện mà không cho dòng điện lan truyền.
Ví dụ, các loại chất cách điện mà chúng ta muốn thấy là gốm, nhựa, găng tay nhựa, dầu, v.v. Đó là tất cả các loại vật liệu kết tinh chặn ngày nay
Chất bán dẫn là gì?
Câu hỏi đặt ra: “Chất bán dẫn có những tính chất gì?”
Trả lời:
Tính chất của chất bán dẫn là khả năng dẫn điện mạnh hay yếu. Và mật độ mạnh yếu thay đổi tùy theo vật liệu bán dẫn có kèm theo các tạp chất khác, dòng điện, điện năng hay bức xạ ánh sáng hay không.
Độ dẫn điện trong chất bán dẫn nằm trong khoảng từ 10 5 đến 10 -6 ôm/m
Chất bán dẫn có đặc tính cách điện. Tức là khả năng mất điện là không đáng kể, rất thấp. Điện trở trong chất bán dẫn luôn tỉ lệ thuận với nhiệt độ.
Đặc biệt, điện trở giảm khi nhiệt độ tăng; điện trở của chất bán dẫn tăng khi nhiệt độ giảm
Tính chất của chất bán dẫn
Nhiệt trở tuyệt đối luôn âm và mức điện trở suất có trong chất bán dẫn luôn nằm trong khoảng 10 -5 đến 10 6 m.
Đối với điện trở suất có sẵn trong chất bán dẫn, nếu lắng nghe chúng ta sẽ thấy đối với vật dẫn làm từ chất bán dẫn thì điện trở suất bao giờ cũng lớn hơn chất dẫn điện và nhỏ hơn chất cách điện.
Tuỳ theo ứng dụng cụ thể để chế tạo bán dẫn tinh khiết hay bán dẫn pha tạp chất. Ví dụ, chất bán dẫn được sử dụng trong các mạch được sử dụng để chuyển đổi năng lượng, chuyển mạch hoặc khuếch đại luôn đi kèm với tạp chất.
Hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì?
Hạt tải điện trong chất bán dẫn là những tinh thể nằm bên trong chất bán dẫn. Là chất dẫn điện chính khi tiếp xúc với các yếu tố bên ngoài như nguồn nhiệt
Chất bán dẫn được cấu tạo từ các êlectron + lỗ trống hoạt động
Hành vi của các hạt tải điện trong chất bán dẫn
Câu hỏi cho biết:
Tại sao hằng số ổn định trong chất bán dẫn lại phụ thuộc vào nhiệt độ?
Điều này cũng giải thích sự khác biệt giữa điện trở suất của chất cách điện và chất dẫn điện
Sự nhấn mạnh ở đây là số hạt tải điện trong chất bán dẫn. Giả sử nhiệt độ tăng thì đương nhiên số hạt tải điện tăng và ngược lại. điều này ảnh hưởng đến nhiệt độ của điện trở trong chất bán dẫn
Chất bán dẫn được sử dụng như thế nào?
Chất bán dẫn được sử dụng trong cảm biến nhiệt độ công nghiệp
Các bóng bán dẫn và MOSFET cũng được làm bằng vật liệu bán dẫn
sử dụng chất bán dẫn kim loại cho bóng đèn
Chất bán dẫn còn được đưa vào bảng vi mạch, đèn LED, pin mặt trời, bộ vi xử lý để điều khiển các phương tiện có động cơ như robot, xe máy, ô tô, máy công nghiệp và nhiều thiết bị tủ điện tử khác như động cơ điện, biến trở, chống 4-20. – đơn vị tích hợp, vv
Xem thêm: Vì sao bạo loạn Hương Khê dữ dội nhất trong Phong trào Cần Vương?
Nguyên lý hoạt động của chất bán dẫn
Chất bán dẫn hoạt động dựa trên nguyên tắc êlectron. Các electron tạo thành một mạng liên kết chặt chẽ. Nhiệt độ càng cao, số lượng electron hoạt động càng nhiều, làm cho chất bán dẫn dẫn điện tốt hơn
Nguyên lý sử dụng êlectron và lỗ trống trong chất bán dẫn
Trong điện tử, các bóng bán dẫn này hoạt động như một công tắc; Mục đích chính là điều khiển dòng điện theo máy 0 tắt và 1 bật.
Điểm khác biệt duy nhất là bộ chuyển đổi bán dẫn không có các bộ phận chuyển động thông qua sự điều khiển của con người mà thay vào đó sử dụng các điện tử + lỗ trống tự do.
Ưu điểm của chất bán dẫn
Việc sử dụng chất bán dẫn trong chế tạo thiết bị giúp thiết bị hoạt động trong thời gian dài, chất bán dẫn luôn giữ năng lượng điện trong thiết bị, thiết bị hoạt động không rung và không gây tiếng ồn, thiết bị tích hợp từ chất bán dẫn có công suất mạnh và linh hoạt do kích thước nhỏ của nó.
Có bao nhiêu loại chất bán dẫn?
Hiện nay; Có ba loại chất bán dẫn bao gồm:
Bán dẫn tinh khiết Bán dẫn loại N Bán dẫn loại P
Trong đó; Chất bán dẫn loại N và loại P được gọi chung là chất bán dẫn tạp chất mà chúng ta thường thấy như antimon, asen, boron, carbon, gecmani, selen, silic, lưu huỳnh và telua. gali arsenua, indi antimonua
Vì vậy, câu hỏi đặt ra:
Chất bán dẫn tinh khiết là gì?
Chất bán dẫn tinh khiết là một loại chất bán dẫn được tạo thành từ một loại nguyên tố và mỗi nguyên tố liên kết với bốn electron để tạo thành một mạng lưới liên kết cộng hóa trị dày đặc.
Ví dụ:
Silic (Si) là một loại chất bán dẫn mà độ tinh khiết xét về ngưỡng cắt trong tranzito này luôn cao hơn chất cách điện (độ dẫn điện yếu hơn rất nhiều so với kim loại).
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất bán dẫn tinh khiết
Ở nhiệt độ tương đối so với nhiệt độ kelvin, liên kết giữa các nguyên tố trong chất bán dẫn luôn bền chặt, khó bị đứt liên kết nên không thể xuất hiện các êlectron tự do tạo thành một loại chất bán dẫn không dẫn điện.
Khi nhiệt độ tăng thì điện trở của bán dẫn tinh khiết
Sơ đồ trên cho thấy nhiệt độ của chất bán dẫn tinh khiết ảnh hưởng như thế nào đến điện trở của nó để tạo ra dòng điện thắp sáng đèn. Khi; Đèn pha không có nhiệt, vì vậy bóng đèn sẽ không sáng vì không có năng lượng đi qua nó
Còn đối với môi trường nhiệt độ chung, khi nhiệt độ tăng, các electron tự do nhảy vào vùng dẫn để kết hợp với lỗ trống tạo thành chất bán dẫn có độ dẫn thấp. Do nhiệt năng nó gây ra sự ion hóa các nguyên tử trong mạng tinh thể chất bán dẫn
Dòng điện trong chất bán dẫn có độ tinh khiết như thế nào?
Đối với một chất bán dẫn tinh khiết, tất cả những gì được tạo ra đều giống như các electron ở đây cộng với các lỗ trống hoạt động để tạo ra chúng.
Công thức là thế này:
(Tôi) = Tôi e + Tôi h
Trong đó:
I e Dòng điện sinh ra do các electron chuyển động IH Dòng điện lỗ trống
Chất bán dẫn loại N là gì?
Chất bán dẫn loại N, còn được gọi là chất bán dẫn tinh khiết, có khả năng tạo ra các electron tự do. Đây là sự kết hợp của các chất bán dẫn tinh khiết như gecmani, silic và photpho, asen, antimon, bismuth.
Bán dẫn loại P là từ tiếng Anh của positive Semiconductor, là loại bán dẫn có 3 electron hóa trị của tạp chất (B, Al, In, Ga ) với 4 electron của bán dẫn tinh khiết để tạo thành hạt. ion âm
Chất bán dẫn loại p là gì? Bản chất ion của nó là gì?
Đặc điểm của chất bán dẫn loại P là sự tích tụ và hoạt động của các ion dương xung quanh thép không gỉ, tạo ra một loại chất bán dẫn có tính dẫn điện.
Tính chất của chất bán dẫn loại p là gì và đặc điểm của chúng là gìSo sánh chất bán dẫn N và P
Điểm giống nhau giữa các loại chất bán dẫn N và P là chất bán dẫn có tính chất điện sử dụng phân tử êlectron để tạo ra năng lượng điện trong kim loại và không có tính chất cách điện, tinh thể được cấu tạo chủ yếu bằng silic.
Sự khác biệt:
| chất bán dẫn loại N | chất bán dẫn loại P |
| Sự gia tăng các điện tử tự do (ion âm) | Tăng lỗ trống (ion dương) |
| 5 electron hóa trị + 4 electron hóa trị | 3 electron hóa trị + 4 electron hóa trị |
Bài tập bán dẫn, N, P
So sánh sự khác nhau giữa bán dẫn tinh khiết và bán dẫn N, P?
| Chất bán dẫn tinh khiết | NP bán dẫn |
| Electron bằng số ion dương (lỗ trống) | Số electron bị lệch khỏi ion (lỗ trống) |
| Hầu như không có phần dẫn điện | Độ dẫn điện cao, tùy thuộc vào lượng không cần thiết |
| Không trộn lẫn với các tạp chất khác | Sự kết hợp của tạp chất hóa trị ba, hóa trị -5 với chất bán dẫn tinh khiết |
| Nó luôn phụ thuộc vào lượng nhiệt được sử dụng | Nó phụ thuộc vào nhiệt độ + lượng tạp chất |
Tìm số hạt tải điện trong bán dẫn tinh khiết. Biết độ dẫn điện của êlectron là 12 * 10 25 m 3
Trả lời:
Đối với chất bán dẫn tinh khiết, hạt tải điện ion âm và dương luôn bằng nhau Ne (Electron) = Nh (Lỗ trống) = 12*10 25 m 3
Vậy công thức tính tổng mật độ hạt tải điện trong chất bán dẫn này sẽ là Ne + Nh = 12*10 25 m 3 + 12*10 25 m 3 = 24*10 25 m 3
Lúc này số hạt tải điện trong chất bán dẫn sẽ là = (24 × 10 25m 3 ) × (10 -2 m × 10 -2 m × 10 -3 m) = 24 × 10 18
Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ
Đối với chất bán dẫn, cấu trúc được chia thành hai nhóm gồm nhóm dẫn lỗ trống và nhóm hóa trị.
Tại Zero Kelvin, người ta đã chứng minh rằng không có electron nào trong dải hóa trị đi vào dải dẫn.
Nhưng đối với chất bán dẫn ở nhiệt độ phòng, một số electron tự do tương tác qua vùng dẫn.
Vì thế; Độ dẫn điện của chất bán dẫn cũng thay đổi do một trong các nguyên nhân trên
Câu hỏi trắc nghiệm thảo luận ví dụ về tính chất của chất bán dẫn
Thế nào là bán dẫn loại P có hạt tải điện lớn?
