Hạt tải điện trong chất bán dẫn là?

Câu hỏi: Hạt tải điện trong chất bán dẫn là

A. ion dương,ion âm,electron và lỗ trống

B. ion dương và ion âm

C. ion dương, ion âm và electron

D. electron và lỗ trống

Lời giải: 

Đáp án đúng là: D. electron và lỗ trống

Giải thích:

Dòng điện trong chất bán dẫn được hiểu là sự chênh lệch điện thế theo hai chiều ngược nhau của chất bán dẫn nhờ vào sự dịch chuyển của electron và những lỗ trống bên trong phân tử. 

Cùng Top lời giải tìm hiểu về dòng điện trong chất bán dẫn nhé.

1. Chất bán dẫn và tính chất

- Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Chất bán dẫn hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và hoạt động như một chất dẫn điện ở nhiệt độ cao.

- Nhóm vật liệu bán dẫn tiêu biểu là gecmani và silic.

+ 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.

+ Điện trở suất của chất bán dẫn giảm rất mạnh khi pha một ít tạp chất.

+ Điện trở của bán dẫn giảm đáng kể khi bị chiếu sáng hoặc bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác

Điện trở suất của kim loại và bán dẫn tinh khiết phụ thuộc khác nhau vào nhiệt độ.

2. Hạt tải điện trong chất bán dẫn, bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

2.1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p

Bán dẫn có hạt tải điện âm gọi là bán dẫn loại n. Bán dẫn có hạt tải điện dương gọi là bán dẫn loại p.

2.2. Electron và lỗ trống

Chất bán dẫn có hai loại hạt tải điện là electron và lỗ trống.

Dòng điện trong bán dẫn là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

3. Lớp chuyển tiếp p-n

• Lớp chuyển tiếp p-n là chổ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên 1 tinh thể bán dẫn

3.1. Lớp nghèo

- Miền bán dẫn loại P hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống.

- Miền bán dẫn loại N hạt tải điện chủ yếu là electron tự do.

⟹ Tại lớp chuyển tiếp P-N electron tự do và lỗ trống trà trộn vào nhau

- Khi electron gặp lỗ trống (nơi liên kết thiếu electron), nó sẽ nối lại liên kết và một cặp electron–lỗ trống bị biến mất.

- Ở lớp chuyển tiếp P-N, sẽ hình thành một lớp không có hạt tải điện được gọi là lớp nghèo.

- Ở lớp chuyển tiếp P-N (lớp nghèo), về phía bán dẫn N có các ion đôno tích điện dương, về phía bán dẫn P có các ion axepto tích điện âm.

- Điện trở của lớp nghèo rất lớn.

3.2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo

- Nếu đặt một điện trường có chiều hướng từ bán dẫn P sang bán dẫn N thì:

+ Lỗ trống trong bán dẫn P sẽ chạy theo cùng chiều điện trường vào lớp nghèo.

+ Electron trong bán dẫn N sẽ chạy ngược chiều điện trường vào lớp nghèo.

- Lúc này lớp nghèo có hạt tải điện và trở nên dẫn điện. Vì vậy, sẽ có dòng điện chạy qua lớp nghèo từ miền bán dẫn P sang miền bán dẫn N.

- Quy ước:

+ Chiều dòng điện qua lớp nghèo từ P sang N: chiều thuận.

+ Chiều dòng điện không qua lớp nghèo từ N sang P: chiều ngược.

3.3. Hiện tượng phun hạt tải điện

- Khi dòng điện đi 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. Ta nói có hiện tượng phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác.

- Tuy nhiên, chúng không thể đi xa quá khoảng 0,1mm, vì cả hai miền P và N lúc này đều có electron và lỗ trống nên chúng dễ gặp nhau và biến mất từng cặp

4. Điôt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dùng điôt bán dẫn

- Cấu tạo Điôt bán dẫn: Khi đã có được hai chất bán dẫn loại P và loại N, nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P-N ta được một điôt bán dẫn. 

- Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống tạo thành lớp ion trung hòa điện, lớp này là miền cách điện.

- Chiều dòng điện đi qua Điôt và kí hiệu Điôt: 

5. Ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn

Dòng điện trong chất bán dẫn được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Bởi vì đây không phải là một mặt hàng hay vật liệu phổ thông, ít ai biết rằng chất bán dẫn đã và đang có sức ảnh hưởng to lớn đối với quá trình phát triển của các ngành công nghiệp hiện. Hãy cùng tìm hiểu về ứng dụng của dòng điện trong chất bán dẫn để thấu hiểu tầm quan trọng của vật liệu này nhé!

Chất bán dẫn là bộ phận quan trọng cấu thành nên các linh kiện điện tử nhằm duy trì hoạt động của nhiều loại máy móc kỹ thuật. Một số loại linh kiện cỡ nhỏ như Diode, thẻ nhớ SSD, HDD, Transistor, CPU… Trong lĩnh vực máy móc gia dụng, vật liệu bán dẫn là nhân tố cấu thành các bộ cảm biến thông minh, cho kết quả cực kỳ chính xác như cảm biến trong máy hút ẩm, điều hòa nhiệt độ, nồi cơm điện…

Chất bán dẫn là bộ phận cấu thành các loại thiết bị kỹ thuật số công nghệ cao như máy ảnh, điện thoại di động, máy quay phim… và một số máy móc khác như máy giặt, Tivi…

Ngoài lĩnh vực sản xuất máy móc, kỹ thuật công nghiệp, vật liệu bán dẫn còn đóng vai trò trung tâm trong các hoạt động tài chính, y tế, bảo vệ môi trường. Những vật liệu này góp phần tạo nên tầm ảnh hưởng của Internet, truyền thông, dịch vụ chăm sóc sức khỏe, hệ thống ATM…