Đề bài
Chọn câu đúng.
A. Điện trở của lớp chuyển tiếp p-n là nhỏ, khi lớp chuyển tiếp được mắc vào nguồn điện theo chiều ngựơc.
B. Nhiệt độ càng cao, tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p-n càng kém.
C. Khi lớp chuyển tiếp p-n được hình thành thì luôn có dòng điện chạy theo chiều từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n, do sự khuếch tán của các hạt tải điện cơ bản mạnh hơn so với sự khuếch tán của các hạt tải không cơ bán.
D. Khi lớp chuyển tiếp p-n được hình thành thì luôn có dòng điện từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p, do điện trường trong ở lớp tiếp xúc thúc đẩy chuyến động của các hạt tải điện thiểu số.
Lời giải chi tiết
B là câu đúng.
Loigiaihay.com
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 23: Dòng điện trong chất bán dẫn [Nâng Cao] giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
Lời giải:
• Điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng, là do:
Khi nhiệt độ tăng, các ion kim loại ở nút mạng tinh thể dao động mạnh. Do đó độ mất trật tự của mạng tinh thể kim loại tăng làm tăng sự cản trở chuyển động của các electron tự do. Vì vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng, điện trở của kim loại tăng.
• Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, là do:
Ở nhiệt độ thấp, các electron liên kết tương đối yếu với các ion của nó. Khi tăng nhiệt độ, các electron có động năng đủ lớn bứt khỏi liên kết và tạo thành electron dẫn. Chừa lại một chỗ trống tương đương với hạt tải điện mang điện tích dương gọi là lỗ trống ⇒ khi nhiệt độ tăng mật độ hạt tải điện là electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết tăng ⇒ điện trở suất giảm.
Lời giải:
| Kim loại | Bán dẫn tinh khiết |
|
• Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron • Điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng |
• Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống • Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng |
Lời giải:
+ Bán dẫn tinh khiết
– Hạt tải điện là electron và lỗ trống với số lượng bằng nhau
– ở nhiệt độ thấp, các electron liên kết tương đối yếu với các ion của nó => không có hạt tải điện
– khi nhiệt độ tăng , các electron có động năng đủ lớn bứt khỏi liên kết và tạo thành electron dẫn. Chừa lại một chỗ trống tương đương với hạt tải điện mang điện tích dương gọi là lỗ trống => mật độ hạt tải điện là electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết bằng nhau.
+ Bán dẫn có tạp chất
– Bán dẫn loại n: hạt tải điện cơ bản [đa số] là electron, hạt tải điện không cơ bản [thiểu số] là lỗ trống. Bán dẫn loại n được tạo thành do pha tạp các nguyên tố nhóm 5 vào bán dẫn tinh khiết
– Bán dẫn loại p: hạt tải điện cơ bản [đa số] là lỗ trống , hạt tải điện không cơ bản [thiểu số] là electron. Bán dẫn loại p được tạo thành do pha tạp các nguyên tố hóa trị 3 vào bán dẫn tinh khiết.
Lời giải:
* Sự hình thành lớp chuyển tiếp p – n
+ Tại lớp chuyển tiếp p – n , có sự khuếch tán electron từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p và khuếch tán lỗ trống từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n. Khi electron gặp lỗ trống, chúng liên kết và một cặp electron và lỗ trống biến mất. Ở lớp chuyển tiếp p – n hình thành lớp nghèo [không có hạt tải điện].
+ Ở hai bên lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đono tích điện dương, ở về phía bán dẫn loại p có các axepto tích điện âm. Điện trở của lớp nghèo rất lớn.
* Gọi U = Vp – Vn là hiệu điện thế áp vào tiếp xúc p – n
+ Khi U > 0: có dòng điện thuận với cường độ lớn chạy qua lớp tiếp xúc từ p sang n.
+ Khi U < 0: có dòng điện ngược với cường độ rất nhỏ chạy qua lớp tiếp xúc từ n sang p.
Vậy dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p – n chỉ theo một chiều từ p sang n => lớp chuyển tiếp p – n có tính chất chỉnh lưu.
Lời giải:
Gọi U = Vp – Vn là hiệu điện thế áp vào tiếp xúc p – n
+ Khi U > 0: điện trường ngoài có tác dụng tạo ra dòng các hạt tải điện cơ bản là electron từ bên bán dẫn n và lỗ trống từ bán dẫn p đi qua được lớp tiếp xúc p – n ⇒ có dòng điện chạy qua lớp tiếp xúc p –n, U càng tăng thì I càng tăng
+ Khi U < 0: điện trường ngoài có tác dụng chỉ tạo dòng các hạt tải không cơ bản là electron từ bên bán dẫn p và lỗ trống từ bán dẫn n đi qua được lớp tiếp xúc p- n ⇒ có dòng điện chạy qua lớp tiếp xúc p – n với cường độ rất nhỏ, như hình 23.12.
A. Trong bán dẫn, mật độ electron luôn luôn bằng mật độ lỗ trống.
B. Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn điện càng tốt
C. Bán dẫn loại p tích điện dương, vì mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron
D. Bán dẫn có điện trở suất cao hơn kim loại, vì trong bán dẫn có hai loại hạt tải điện trái dấu, còn trong kim loại chỉ có một loại.
Lời giải:
– Chỉ trong bán dẫn tinh khiết, mật độ electron tự do mới bằng mật độ lỗ trống. Còn bán dẫn loại n thì mật độ electron tự do lớn hơn mật độ lỗ trống; Bán dẫn loại p thì mật độ electron tự do nhỏ hơn mật độ lỗ trống ⇒ câu A sai.
– Nhiệt độ càng cao, bán dẫn dẫn điện càng tốt ⇒ câu B đúng
– Bán dẫn loại p có mật độ lỗ trống lớn hơn mật độ electron tự do, nhưng về tổng điện tích thì bán dẫn loại p trung hòa điện ⇒ câu C sai
– Bán dẫn có điện trở suất cao hơn kim loại vì trong bán dẫn các hạt điện là electron và lỗ trống không hoàn toàn tự do như electron tự do trong kim loại ⇒ câu D sai.
Chọn đáp án B
A. Điện trở của lớp chuyển tiếp p – n là nhỏ, khi lớp chuyển tiếp được mắc vào nguồn điện theo chiều ngược
B. Nhiệt độ càng cao, tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p- n càng kém
C. Khi lớp chuyển tiếp p – n được hình thành thì luôn có dòng điện chạy theo chiều từ bán dẫn loại p sang bán dẫn loại n, do sự khuếch tán mạnh hơn của các hạt tải điện cơ bản so với các hạt tải không cơ bản
D. Khi lớp chuyển tiếp p – n được hình thành thì có dòng điện từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p, do điện trường trong ở lớp tiếp xúc thúc đẩy chuyển động của các hạt tải điện thiểu số.
Lời giải:
Nhiệt độ càng cao, tính chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p – n càng kém
Đáp án: B
Lời giải:
Gọi N0 là số nguyên tử Si có trong chất bán dẫn
Ở nhiệt độ phòng trong bán dẫn Si tinh khiết, số cặp điện tử – lỗ trống bằng 10-13 N0
Tức là số hạt tải điện gồm cả điện tử và lỗ trống bằng 2.10-13 N0
Khi pha một nguyên tử P vào bán dẫn Si tinh khiết sẽ tạo ra thêm một electron tự do. Nếu ta pha P vào Si với tỉ lệ một phần triệu, thì số hạt tải điện tăng thêm bằng 10-6 N0
Vậy số hạt tải tăng thêm là :
I. Chất bán dẫn và tính chất
Nhiều chất không thể xem là kim loại hoặc điện môi [tiêu biểu là gemani và silic] được gọi là chất bán dẫn hoặc gọi tắt là bán dẫn.
Tính chất:
- Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của chất bán dẫn siêu tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm gọi là sự dẫn điện riêng của chất bán dẫn.
- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất.
- Điện trở suất của chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hoá khác.
II. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p
Lấy một thỏi bán dẫn và giữ một đầu ở nhiệt độ cao, một đầu ở nhiệt độ thấp. Chuyển động nhiệt có xu hướng đẩy hạt tải điện về phía đầu lạnh, nên đầu lạnh sẽ tích điện cùng dấu với hạt tải điện.
- Thí nghiệm với mẫu silic pha tạp phôtpho [P], asen [As], hoặc antimon [Sb], chứng tỏ hạt tải điện trong đó mang điện âm gọi là loại n.
- Với mẫu silic pha tạp bo [B], nhôm [Al], hoặc gali [Ga], thí nghiệm chứng tỏ hạt tải điện mang điện dương gọi là loại p.
2. Êlectron và lỗ trống
Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là êlectron và lỗ trống.
Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường.
3. Tạp chất cho [đôno] và tạp chất nhận [axepto]
Bán dẫn chứa đôno [tạp chất cho] là loại n, có mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống. Bán dẫn chứa axepto [tạp chất nhận] là loại p, có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ êlectron.
III. 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.
1. Lớp nghèo
Ở lớp chuyển tiếp p-n 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.
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo
Nếu đặt một điện trường có chiều hướng từ bán dẫn p sang bán dẫn n thì lớp nghèo có hạt tải điện và trở nên dẫn điện. Vì vậy sẽ có dòng điện chạy qua lớp nghèo từ miền p sang miền n [chiều thuận]. Khi đảo chiều điện trường ngoài, dòng điện không thể chạy từ miền n sang miền p [chiều ngược].
3. Hiện tượng phun hạt tải điện
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 gây ra hiện tượng phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác. Tuy nhiên, chúng không thể đi xa quá khoảng 0,1 mm.
IV. 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 đến 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 nên được dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành một chiều.
V. TranZito lưỡng cực n-p-n. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
1. Hiệu ứng tranzito
Xét một tinh thể bán dẫn trên đó có tạo ra một miền p và hai miền n1 và n2 như hình vẽ. Mật độ êlectron trong miền n2 rất lớn so với mật độ lỗ trống trong miền p. Trên các miền này có hàn các điện cực C, B, E. Điện thế ở các cực E, B, C giữ ở các giá trị VE = 0, VB vừa đủ để lớp chuyển tiếp p-n2 phân cực thuận, VC có giá trị tương đối lớn [cỡ 10 V].
- Khi miền p dày: không có hiệu ứng tranzito.
- Khi miền p mỏng: có hiệu ứng tranzito.
Hiệu ứng dòng điện chạy từ B sang E làm thay đổi điện trở RCB gọi là hiệu ứng tranzito.
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 n1 và n2 đã mô tả ở trên gọi là tranzito lưỡng cực n-p-n.
Ứng dụng phổ biến nhất của tranzito là để lắp mạch khuếch đại và khoá điện tử.
Page 2
SureLRN