Vật lí 11 BÀI 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

Elishuchi

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
13 Tháng mười 2015
2,240
2,921
479
Thanh Hoá
github.com
Thanh Hóa
✎﹏ ๖ۣۜTHPT❄๖ۣۜTriệu❄๖ۣۜSơn❄④ღ
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

LỚP 11

BÀI 17: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN

A. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Chất bán dẫn và tính chất

+ Chất bán dẫn là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như mộ chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng.

+ Tính chất:
  • Điện trở suất nằm trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện trở suất của điện môi. Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của bán dẫn tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất giảm nhanh, hệ số nhiệt điện trở có giá trị âm (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 bán dẫn cũng giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác.

2. Hạt tải điện trong chất bán dẫn. Bán dẫn loại [imath]n[/imath] và bán dẫn loại [imath]p[/imath]

  • Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.
  • Bản chất dòng điện trong chất bán dẫn là do dòng êlectron chuyển động có hướng sinh ra.
  • Phân loại: Dựa vào hạt tải điện trong chất bán dẫn ta chia bán dẫ làm hai loại:
  • Bán dẫn loại [imath]n[/imath]
  • Bán dẫn loại [imath]p[/imath]
Phân loạiBán dẫn loại [imath]n[/imath]Bán dẫn loại [imath]p[/imath]
Định nghĩaLà chất bán dẫn mà hạt tải điện trong đó mang điện âm.Là chất bán dẫn mà hạt tải điện trong đó mang điện dương
Hạt tải điệnêlectronlỗ trống
Tạp chấtTạp chất cho (đôno): sinh ra êlectron dẫn, thường là những nguyên tố có [imath]5[/imath] êlectron hóa trị như [imath]P, As,...[/imath]Tạp chất nhận (axepto): nhận êlectron và sinh ra lỗ trống, thường là những nguyên tố có [imath]3[/imath] êlectron hóa trị như [imath]B, Al,...[/imath]
  • Tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto):
  • Bán dẫn chứa đôno (tạp chất cho) là loại n, có hạt tải điện chủ yếu là êlectron. Tạp chất đôno sinh ra êlectron dẫn nhưng không sinh ra lỗ trống.
  • Bán dẫn chứa axepto (tạp chất nhận) là loại p, có hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống. Tạp chất axepto sinh ra lỗ trống nhưng không sinh ra êlectron tự do.
Phần 3,4,5 giảm tải

B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 :

So sánh điện trở suất của germani tinh khiết, germani pha tạp gali với tỉ lệ [imath]10^{-6}[/imath] % và [imath]10^{-3}[/imath] % ở nhiệt độ phòng với điện trở suất của kim loại.

Trả lời:

So sánh điện trở suất của germani pha tạp gali ở các nồng độ khác nhau ở nhiệt độ phòng với điện trở suất của các kim loại.

Nồng độ tạp[imath]0[/imath]%[imath]10^{-6}[/imath] %[imath]10^{-3}[/imath] %Kim loại
Điện trở suất ([imath]W.m[/imath])[imath]0,5[/imath][imath]0,01[/imath][imath]10^{-4}[/imath][imath]10^{-8}[/imath]
Vậy ở nhiệt độ phòng, điện trở suất của germani tinh khiết > germani pha tạp gali với tỉ lệ [imath]10^{-6}[/imath] % > germani pha tạp gali với tỉ lệ [imath]10^{-3}[/imath] % > điện trở suất của kim loại.

Câu C2 :

Vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có ion dương và ion âm?

Trả lời:
  • Tại lớp chuyển tiếp [imath]p-n[/imath], có sự khuếch tán êlectron từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p và khuếch tán lỗ trống từ bán dẫn loại [imath]p[/imath] sang bán dẫn loại [imath]n.[/imath]
  • Khi êlectron gặp lỗ trống, chúng liên kết và một cặp êlectron và lỗ trống biến mất. Ở lớp chuyển tiếp [imath]p-n[/imath] hình thành lớp nghèo(không có hạt tải điện).
  • Khi đó, ở hai bên lớp nghèo, về phía bán dẫn [imath]n[/imath] có các ion đôno tích điện dương, còn về phía bán dẫn loại [imath]p[/imath] có các axepto tích điện âm. Điện trở của các lớp nghèo rất lớn.

Câu C3 :

Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền [imath]n[/imath] mỏng kẹp giữa hai miền [imath]p[/imath] có thể gọi là tranzito được không?

Trả lời:
Tinh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền [imath]n[/imath] mỏng kẹp giữa hai miền [imath]p[/imath] có thể gọi là tranzito [imath]p-n-p.[/imath]

Chúc các bạn học tốt!
Xem thêm tại
BÀI 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Bài 11: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH
 
Last edited:

Elishuchi

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
13 Tháng mười 2015
2,240
2,921
479
Thanh Hoá
github.com
Thanh Hóa
✎﹏ ๖ۣۜTHPT❄๖ۣۜTriệu❄๖ۣۜSơn❄④ღ

C. CÂU HỎI – BÀI TẬP

Bài 1 :

Tính chất điện của bán dẫn và kim loại khác nhau như thế nào?

Lời giải:
Kim loạiBán dẫn tinh khiết
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectronDòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron và lỗ trống
Điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăngĐiện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng

Bài 2 :

Điểm khác nhau chính giữa nguyên tử đôno và axepto đối với silic là gì?

Lời giải:
  • Nguyên tử đôno là nguyên tử khi pha thêm tạp chất có [imath]5[/imath] êlectron hóa trị, nhiều hơn silic [imath]1[/imath] êlectron, làm cho nguyên tử đôno có hạt tải điện chủ yếu là êlectron.
  • Nguyên tử axepto là nguyên tử pha tạp thêm tạp chất có [imath]3[/imath] êlectron hóa trị, ít hơn silic [imath]1[/imath] êlectron, muốn liên kết với silic, nó phải lấy một êlectron hóa trị của silic, tạo ra lỗ trống, vì vậy hạt tải điện của nó chủ yếu là lỗ trống.

Bài 3 :

Mô tả cách sinh ra êlectron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết, bán dẫn [imath]n[/imath] và [imath]p?[/imath]

Lời giải:
  • Bán dẫn tinh khiết: Một êlectron bị đứt ra khỏi liên kết trở nên tự do và thành hạt tải điện (êlectron dẫn). Chỗ liên kết bị đứt thiếu [imath]1[/imath] êlectron nên mang điện dương gọi là lỗ trống.
  • Bán dẫn loại [imath]n[/imath]: Pha tạp thêm chất có [imath]5[/imath] êlectron hóa trị vào những chất có chứa 4 êlectron hóa trị. Điều này làm cho êlectron bị thừa ra tạo thành êlectron tự do làm hạt tải điện cho chất bán dẫn.
  • Bán dẫn loại [imath]p[/imath]: Pha tạp thêm chất có [imath]3[/imath] êlectron hóa trị vào chất có [imath]4[/imath] êlectron hóa trị (Silic). Muốn chúng liên kết với nhau thì chất pha tạp phải lấy một êlectron của Si làm xuất hiện một lỗ trống. Vì vậy hạt tải điện trong bán dẫn loại [imath]p[/imath] chủ yếu là lỗ trống.

Bài 4 :

Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp [imath]p-n[/imath] theo chiều nào?

Lời giải:
Dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp [imath]p-n[/imath] theo chiều từ [imath]p[/imath] sang [imath]n.[/imath]

Bài 6 :

Phát biểu nào dưới đây là chính xác?

Người ta gọi silic là chất bán dẫn vì
[imath]A[/imath]. nó không phải là kim loại , cũng không phải là điện môi.
[imath]B[/imath]. hạt tải điện trong đó cá thể là êlectron và lỗ trống.
[imath]C[/imath]. điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ion hóa khác.
[imath]D[/imath]. cả ba lí do trên.

Lời giải: Chọn [imath]D.[/imath]

Người ta gọi silic là chất bán dẫn vì:
  • Nó không phải là kim loại, cũng không phải là điện môi.
  • Hạt tải điện trong đó có thể là êlectron và lỗ trống.
  • Điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và tác nhân ion hóa khác.
Câu 5 và câu 7 giảm tải

Chúc các bạn học tốt!
Xem thêm tại
BÀI 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Bài 11: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH
 
Last edited:

Elishuchi

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
13 Tháng mười 2015
2,240
2,921
479
Thanh Hoá
github.com
Thanh Hóa
✎﹏ ๖ۣۜTHPT❄๖ۣۜTriệu❄๖ۣۜSơn❄④ღ
D.GIẢI BT SBT
Bài 17.1 : Câu nào dưới đây nói vé tính chất của các chất bán dẫn là không đúng ?

A. Điện trở suất của bán dẫn siêu tinh khiết ở nhiệt độ thấp có giá trị rất lớn.
B. Điện trở suất của bán dãn tăng nhanh khi nhiệt độ tăng, nên hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị dương.
C. Điện trở suất của bán dẫn giảm nhanh khi đưa thêm một lượng nhỏ tạp chất (10-6% - 10-3 % ) vào trong bán dẫn.
D. Điện trở suất của bán dẫn giảm nhanh khi nhiệt độ tăng, nên hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị âm.

Lời giải:Đáp án [imath]B[/imath]

Các chất bán dẫn có điện trở suất giảm nhanh khi nhiệt độ tăng, nên hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị âm[imath]\to B[/imath] sai.

Bài 17.2 : Câu nào dưới đây nói về các loại chất bán dẫn là không đúng ?

A. Bán dẫn tinh khiết là loại chất bán dẫn chỉ chứa các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học và có mật độ êlectron dẫn bằng mật độ lỗ trống.
B. Bán dẫn tạp chất là loại chất bán dẫn có mật độ nguyên tử tạp chất lớn hơn rất nhiều mật độ các hạt tải điện.
C. Bán dẫn loại [imath]n[/imath] là loại chất bán dẫn có mật độ các êlectron dẫn lớn hơn rất nhiều mật độ lỗ trống.
D. Bán dẫn loại [imath]p[/imath] là loại chất bán dẫn có mật độ lỗ trống lớn hơn rất nhiều mật độ êlectron dẫn.

Lời giải:Đáp án [imath]B[/imath]

[imath]B[/imath] sai vì:
+ Bán dẫn loại [imath]n[/imath], có mật độ electron rất lớn so với mật độ lỗ trống.
+ Bán dẫn loại [imath]p[/imath], có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ electron.


Bài 17.3 : Câu nào dưới đây nói về các hạt tải điện trong chất bán dẫn là đúng ?

A. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại n chỉ là các êlectron dẫn.
B. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại p chỉ là các lỗ trống.
C. Các hạt tải điện trong chất bán dần luôn bao gồm cả êlectron dẫn và lỗ trống.
D. Cả hai loại hạt tải điện gồm êlectron dẫn và lỗ trống đều mang điện âm.

Lời giải:Đáp án [imath]C[/imath]
Các hạt tải điện trong chất bán dẫn luôn bao gồm cả êlectron dẫn và lỗ trống.

Bài 17.4 : Câu nào dưới đây nói về tạp đôno và tạp axepto trong bán dẫn là không đúng ?

A. Tạp đôno là nguyên tử tạp chất làm tăng mật độ êlectron dẫn.
B. Tạp axepto là nguyên tử tạp chất làm tăng mật độ lỗ trống.
C. Trong bán dẫn loại n, mật độ êlectron dẫn tỉ lệ với mật độ tạp axepto. Trong bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống dẫn tỉ lệ với mật độ tạp đôno.
D. Trong bán dẫn loại n, mật độ êlectron dẫn tỉ lệ với mật độ tạp đôno. Trong bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống dẫn tỉ lệ với mật độ tạp axepto.

Lời giải:Đáp án [imath]C[/imath]

Bán dẫn có pha đôno là bán dẫn loại [imath]n[/imath], hạt tải điện chủ yếu là electron dẫn. Mật độ electron dẫn tỉ lệ với mật độ tạp đôno.
Bán dẫn có pha axepto là bán dẫn loại [imath]p[/imath], hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống. Mật độ lỗ trống tỉ lệ với mật độ tạp axepto.

6 câu còn lại liên quan đến giảm tải

Chúc các bạn học tốt!
Xem thêm tại
BÀI 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Bài 11: PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH
 
Last edited:
  • Like
Reactions: Thảo_UwU
Top Bottom