- Giải Vật Lí Lớp 11
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 11 nâng cao
- Giải Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
ngày nay, ta hay nói đến sự bùng nổ của công nghệ thông tin. vậy sự bùng nốiấy bắt nguồn từ đâu? khi nghiên cứu các vật liệu, người ta thấy nhiều chất không thể xem là kim loại hoặc điện môi. trong số này có một nhóm vật liệu mà tiêu biểu là gemani và silic, được gọi là chất bán dẫn hoặc gọi tắt là bán dẫn.những biểu hiện quan trọng đầu tiên của chất bán dẫn là: 1. điện trở suất của chất bán dẫn có giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện trở suất của điện môi. 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. ta gọi đó là sự dẫn điện riêng của chất bán dẫn. điều này ngược với sự phụ thuộc của điện trở suất của các kim loại vào nhiệt độ. 2. điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất. chỉ cần một lượng tạp chất nhỏ (khoảng 10 “% đến 10°%) cũng đủ làm điện trở suất của nó ở lân cận nhiệt độ phòng giảm rất nhiều lần. lúc này, ta nói sự dẫn điện của chất bán dẫn là dần điện tạp chất. 3. 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.|-hat tải điên trong chất bán dấn, bán dấn loain va bán dân loaip 1. bán dẫn loại n và bán dẫn loại p để hiểu được tính chất điện của chất bán dẫn, trước hết cần xác định hạt tải điện trong chất bán dẫn mang điện tích gì. điều này có thể thực hiện bằng cách 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.101+ተinh 17.1 liên kết của một nguyên tử sĩ với một nguyên tử s. ở bên canh dươc thưc hiên bằng một cặp electron chạy quanh hạt nhân của hai nguyên tử nay##}}}}} 17.2 chuyển động nhiệt làm dưt một mối liên kết giữa hai nguyên tử silic, tao na mot electron tur dova molló tróng,hinih 17,3 nguyên tử tạp chấthoá trị năm (p) chỉ cân bốnthứ năm trở thành êleotron tự do, con nguyên tử ptrở thanh ion p’102thí nghiệm với mẫu silic pha tạp phôtpho (p), asen (as), hoặc antimon (sb), chứng tỏ hạt tải điện trong đó mang điện âm. ta gọi mẫu silic này 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. ta gọi mẫu silic này là loại p.2. êlectron và lỗ trốngtrong cả hai loại bán dẫn p và n, thực ra dòng điện đều do chuyển động của electron sinh ra. khi tạo thành tinh thể silic, mỗi nguyên tử silic có bốn electron hoá trị nên vừa đủ để tạo ra bốn liên kết với bốn nguyên tử lân cận. các electron hoá trị đều bị liên kết (hình 17.1), nên không tham gia vào việc dẫn điện.khi một êlectron bị rứt khỏi mối liên kết, nó trở nên tự do và thành hạt tải điện gọi là electron dần, hay gọi tắt là êlectron. chỗ liên kết đứt sẽ thiếu một êl nên g điện dương. khi một electron từ mối liên kết của nguyên tử silic lân cận chuyển tới đấy thì mối liên kết đứt sẽ di chuyển ngược lại. chuyển động của các electron liên kết bây giờ có thể xem như chuyển động của một điện tích dương theo chiều ngược. nó cũng được xem là hạt tải điện mang điện dương, và gọi là lỗ trống (hình 17.2).vậy, dòng điện trong chảf bán dân là dòng các electron dân chuyển động ngược chiếu điện trường rà dông các lổ trong chuyển động cùng chiều điện trường.3. tạp chất cho (đôno) và tạp chất nhận (axepto)khi pha tạp p as,… là những nguyên tố có năm êlectron hoá trị vào trong tinh thể silic, chúng chỉ cần dùng bốn électron hoá trị để liên kết với bốn nguyên tử silic lân cận. êlectron thứ năm rất dễ trở thành êlectron tự do, nên mỗi nguyên tử tạp chất này cho tinh thể một electron dẫn. ta gọi chúng là tạp chất cho hay độno (hình 17.3). đôno sinh ra electron dẫn nhưng không sinh ra lỗ trống. mặt khác, chuyển động nhiệt cũng tạo ra một số electron và lỗ trống nhưng số lượng nhỏ hơn. vì thế, hạt tải điện trong bán dần loại n chủ yếu là électron.tương tự, khi pha tạp b, al,… là các nguyên tử có ba êlectron hoá trị vào tinh thể silic, chúng phải lấy một electroncủa nguyên tử silic lân cận để có đủ bốn mối liên kết (hình 17.4). chúng nhận một êlectron liên kết và sinh ra một lỗ trống, nên được gọi là tạp chất nhận hay a \epto, axepto sinh ra lỗ trống mà không sinh ra êlectron tự do. hạt dẫn điện trong bán dẫn loại p chủ yếu là lỗ trống. điện trở suất p, mật độ êlectron và lỗ trống trong gemani siêu tỉnh khiết, gemani pha tạp gali với tỉ lệ nồng độ nguyên tử 10 “% và 10,3% ở nhiệt độ phòng được cho trên bảng 17.1. bảng 17.1 điện trở suất và mật độ hạt tải điện của gemanipha tap gali ở 300 k tỉ lệ tạp chất o% 10-6% 10.3%điện trở suất 0,5 qm 102m 10-4 {) m mật độ 19 ,3 3-20 3- ܕܕra-3 lỗ trống 25.109m 3,7,10ሪu m 3,7,1023 mmật độ electron 25.1019 m 3 17.1018 m 3 17.1015m-3iii – lởp chuyên tiêpip-n lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dần p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên một tinh thể bán dẫn. 1. lớp nghèo vì trong miền bán dẫn loại phạt tải điện chủ yếu là lỗ trống, trong miền bán dẫn loại n hạt tải điện chủ yếu là êlectron tự do, nên tại lớp chuyển tiếp p-n, chúng trà trộn vào nhau. khi électron gặp lỗ trống (là chỗ liên kết bị thiếu êlectron), nó sẽ nối lại mối liên kết ấy, và một cặp electron – lỗ trống sẽ biến mất. ở lớp chuyển tiếp p-n, sẽ 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 (hình 17.5). điện trở của lớp nghèo rất lớn. “c2hình 17.4 nguyên tử tạp chất hoá trị ba (b) cản bốn electron hoá trị để liên kết với bốn nguyên tử silic län. cản. nó lấy một electron của nguyên tử silic lân cận, trở thanh ion b. vasinh ra một lỗ trống.so sánh điện trở suất của gemani tinh khiết, gemani pha tạp gali với tỉ lệ 10-5 % và 10-3 % ở nhiệt độ phòng với điện trở suất của các kim loại.o o oo o. o. go st oo p: lớp nghèo n }}}}}}} 175 lớp chuyển tiếp p-n*(7). vì sao ở hai bên lớp nghèo lại có các ion dương và ion âm ?103 i (ma) p in p o -30 20 to o. 1 uv) – 176 đặc tuyến vôn – ampe của điôt bán dẫnmạch chỉnh lưu thường được mắc bằng bốn điôt, thành cầu chỉnh lưu như hình 17.7. nguồn điện xoay chiều được nối vào các điểm 1 và 3: tải tiêu thụ điện một chiều được nối vào các điểm 2 và 4. dòng điện luôn đi qua tải theo một chiều từ 2 đến 4, nên điểm 2 là cực dương, điểm 4 là cực âm của bộ chỉnh lưu. bộ chỉnh được dùng phổ biến trong các thiết bị điện tử dân dụng như rađiô,lurutivi, máy nạp acquy.- 177cau chinh lưu duono hay am so voi dien 3 ο οι εοποιοι ” οι ιι .104.täd der 1 o del2. dong diέn chay αυa 1όρηghέο 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 điện trường vào lớp nghèo: electron trong bán dẫn n sẽ chạy ngược chiều điện trường vào lớp đó. 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 p sang miền n. khi đảo chiều điện trường ngoài, dòng điện không thể chạy từ miền n sang miền p, vì khi ấy không có hạt tải điện nào đến lớp nghèo, điện trở của nó trở nên rất lớn. ta gọi chiều dòng điện qua được lớp nghèo (từp sang n) là chiều thuận, chiều kia (từ n sang p) là 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. tà nói rằng có hiện tượng phun hạt tải điện từ miền này sang miền khác. tuy nhiên, chúng không thể đi xa quá khoảng 0,1 mm, vì cả hai miền p và n lúc này đều có êlectron và lỗ trống nên chúng dễ gặp nhau và biến mất từng cặp.iv – đ1ôt bán dân va mach chính lưu dung đ1ôt bán dấn điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p-n. kí hiệu của điôt và đặc tuyến vôn – ampe của điôt được vẽ trên hình 17.6. vì dòng điện chủ yếu chỉ chạy qua điôt theo chiều từp 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. nó được dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến điện xoay chiều thành một chiều.v-tranzttolưởng cực. n-p-n. cấu taovanguyên lí hoat động1. hiệu ứng tranzito xét một tỉnh thể bán dẫn trên đó có tạo ra mộtmiền p, và hai miền n và n. mật độ electron trong miền nz 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, vp vừa đủ để lớp chuyển tiếp p-ng phân cực thuận, vc có giá trị tương đối lớn (cỡ 10 v). a) giả sử miền p rất dày, n, và n, cách xa nhau lớp chuyển tiếp ni-p phân cực ngược, chỉ có dòng điện rất nhỏ do electron chạy từ p sang ni, và lỗ trống chạy từ n sang p sinh ra. điện trở rcb giữa c và b rất lớn (hình 17.8a). lớp chuyển tiếp p-ng phân cực thuận, dòng điện chạy qua chủ yếu là dòng electron phun từ n3 sang miền p. các electron này không tới được lớp chuyển tiếp p-ni, do đó không ảnh hưởng tới rcb. b) giả sử miền p rất mỏng, n, rất gần ng đại bộ phận dòng electron từ nạ phun sang p có thể đi tới lớp chuyển tiếp ni-p, rồi tiếp tục chạy sang n, đến cực c (hình 17,8b) làm cho điện trở rcb giảm đáng kể. #iệu ứng dòng điện chạy từ b sang e làm thay đổi điện trở r, i, gọi là hiệu ứng tranzito, vì đại bộ phận electron từ n, phun vào p không chạy về b mà chạy tới cực c, nên ta có 16 < i, và jes ie. dòng ib nhỏ (do nguồn điện đặt vào b cung cấp) sinh ra dòng ic lớn (do nguồn điện đặt vào c cung cấp), chứng tỏ có sự khuếch đại dòng điện.2.tranzitolusöngcuscn一p一ntính the bán đản được pha tạp để tạo ra một miền prof mong kẹp giữa hai niên n ra n, đã l cs s s s lccsls ls sccss ssssssjss 79).tranzito có ba cực: - cực góp hay collectơ, kí hiệu là c. - cực đáy hay cực gốc, hoặc bazơ, kí hiệu là b. - cực phát hay êmitơ, kí hiệu là e.miễn nghèo a p ဖြုံး(၇ူ tն ոչ а) phun vao p e | ov c lc la | électron từ ng phun vào p b và lan sang n, b) ειον ie in 178 tranto kհong to higս մրցkhm mongtỉnh thể bán dẫn được pha tạp để tạo ra một miền n mỏng kẹp giữa hai miền p có thể gọi là tranzito được không ?n p n b b e. b) c cto tranzito có khả năng khuếch đại tín hiệu điện, và là linh kiện chủ lực đã dẫn đến sự bùng nổ của công nghệ điện tử và thông tin ngày nay. ứng dụng phổ biến nhất của tranzito là để lắp mạch khuếch đại và khoá điện tử.14: ܝ ܓ ܘ ܢ ܬ ܥ ܬܐ ܢ ܢ ܘܐ ܀ - ܦ - ܢ ܒ sܥܘ ܦ ܗܰܘ ܘܬܘܗܘ ܘܪܩ ܘܗܘ ܦ1 ܗܘ ܒܶܬܝ ܨܘܛ ܓܬܐ ܘܟ݂ܽܠ ܨܬ ¬ܐ ܐ ܐ. ¬ điện trở suất của các chất bán dẫn có giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa kim | loại và điện môi.ܐܠ ܦܝ - ܟ ܥ ܦ ܦ ܒ ܚܬܐ- ܢܝ ܝ ܥ - ܦ ܒ- * ܠ ܝ ܢ ܒ ܦܢ - ܠܐ điện ཟ u vo v to ܒ - ܥܘ ‐ ܠܐ ܥܐ 1 ܢܝ ܠܝ ܐ ܢܝ ܢ- :- : ܬ ܪܥܝ ܠܝ ܠܐ ܬܥܗ ܟܬܐ ܥܰܬ݁ܳܐ - ܚܝ ܠ ܬܝ ܚ ܬ ܒܬܐ ܘܠܐ ܥܬܐ܌ܧܠܝ. - ܬܐܘ ܘ ܝ ܓܬܐ ܓ݁ܝ ܝ ܘܢܬܝ ܬܝ ܢܝ ܩ . . . . ܢܝܬܐ ܐܝܬܝ ܬ1ܲ ܘܝ ܠ ܬܝ ܓܝܘ ܬ ܢܐܬܐ ܘܐ| dòng điện trong ch lỏ trống dưới tác dụng của điện trường. | bán dẫn chứa đôno (tạp chất cho) là loại n, có mật độ electron rất lớn so với mật độ lỗ | trống. bán dẫn chú (tạp chất nhận) là loại p, có mật độ lỗ trống rất lỏ| độ electron.ܒ ܕܦ- -- ܦ ܦ- ܢܝܬܐ - ܧ ܠ ܐܥܝ ܐܥܝ ܢܚܬܐ ܥܝܢ ܘܬܐ-- -- ܘ - ܒ -- ܒ ܧܥ ܬܐ ܚܦ- ܥ ܠܐ thể bán dẫn. dòng điện chỉ chạy qua được lớp chuyển tiếpp ܠ ܥ ܢ ܢ ܩ ܀ -ܠܐ ruar | ób chuventié qsq qqqs qqq qsqs sqqq qq qs qqqq qsq ss q qs sq t sqqqqq qqqq q qq q q qmq tq s la i mar lár háin dán i :ܐܠ - ܠܐܥܒ ܦ ܠܠܐ -- - ܠܬܐ ܠܐ -- ܒ ܦܝ - ܟ ܢܚܬܐ ܚܢܣ ܠܐ ܀ - ܚܬܐ - ܢܕ -, -- | #hể bán dẫn (ga si_1 là mô ܦ ܚܠܐ- ܠ - ܘ --ܠܐ -- -- ܒ - ܬ ܢܝܬܐ-ܠܐ l a l- la ll. r | điện, dùng để lấp bộ khuếch đ khoá diên tửcau hoiva baitap2.1. tỉnh chất điện của bán dẫn và kim loại khảc 6. phát biểu nào dưới đây là chính xác ? 5 nan ?"a""o"o?” người ta gọi silic là chất bản dân vi2. điếm khác nhau chính giữa nguyên tử dono va a. nó không phải là kim loại. cũng không phải axepto đối vởi silic là gì ? là diêm môi ܕ ܕܘܝܕ3. mö tả cách sinh ra electron và lỗ trống trong b, hạt tải diện trong đó có thể là electron và bản dân tinh khiết, bản dân m. và d. lỗ trốn94.- dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyên tiếp p-7 c, điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt theo chiêu nâ0 ? độ, tạp chất, và các tác nhân ion hoá khác.. khi nào thì một lớp bản dânp kẹp giữa hai lởp d. cả ba || do trên. bán dẫn n trên một tỉnh thể được xem là một tranzito n-p-n ?57. phát biểu nào dưở đây vẽ tranzito la chinh xác ?106 a. một lớp bán dân loại p kẹp giữa hai lớp bán c. một lớp bản dẫn loạip mỏng kẹp giữa hai lớpdẫn loại n là tranzito n-p-n. bản dẫn loại n luôn c0 khả năng khuếch đại b. một lớp bán dẫn loại n mỏng kẹp giữa hai d. trong tranzito n-p-n, bao giờ mật độ hạt tải lớp bán dẫn loại p không thể xem là tranzito, điện miền êmito cũng cao hơn miền bazơ.em có biết ?mach khuech đai dung tranztto sơ đồ nguyên lí cúa mạch khuếch đại dùng tranzito n-p-n (còn gọi là tầng khuếch đại kiểu êmitơ chung hay êmitơ nối đất) được vẽ trên hình 17.10. suất điện động của nguồn ốc thường vào khoảng từ 6 v đến 12. v. các diện trở r, và r, được chọn đế cho hiệu điện thế của unit vào khoảng 0,7 v, đú đếphân cực thuận lớp chuyển tiếp b– e, với r, vào khoảng 5 + 10 k(). điện trớ tải r, được chọn sao cho hiệu điện thếgiữa colectơ và êmitơ vào cỡ - tín hiệu diện cần khuếchdại đưa vào chân bazơ và êmitơ (lối vào) và lấy ra trên điện trở tái hoặc giữa chân colectơ và êmitơ (lối ra). các tụ điện c và c, được dùng khi chỉ muốn khuếch đại tín hiệu diện xoay chiều. để khuếch đại những tín hiệu rất yếu, ta có thể mắc nối tiếp nhiều tầng khuếch đại với nhau, lối vào của tầng sau nối với lối ra của tầng trước.ngày nay, người ta đã chế tạo những vi mạch khuếch đại hoàn chính bằng tranzito trên một mảnh silic diện tích khoảng 1/4 mm” và gọi là bộ khuếch đại thuật toán (viết tắt là bộ kđtt), bộ kđtt phố biến là vi mạch ha 741. hình 17.11 vẽ hình dạng bên ngoài của vi mạch kđtt, kí hiệu thường dùng của nó, và mạch do nhiệt độ dùng cặp nhiệt điện lắp bằng bộ kđtt. mạch này dùng hai nguồn diện 9 v mắc nối tiếp, điểm giữa nối đất. chân 7 ở điện thế+ 9.v, chân 4 ở diện thế – 9 v. tín hiệu cần khuếch đại đưa vào các chân 2 và 3, tín hiệu lấy ra được đưa vào milivôn kế v mắc giữa chân 6 và đất. hệ số khuếch đại (tỉ số của hiệu điện thế ở lối ra và hiệu diện thế ở lối vào) là k = 器 và không phụ thuộc loại bộ kđt t. nếu dùng cặp nhiệt diện đồng - constantan, (or = 40 |iv/k), ta có thể chọn r = 250 k(), r} = 10 k() thì mỗi độ chia trên milivôn kế sẽ tương ứng với 1°c.hình 17.10 sơ đổ nguyên || của mạch khuếch đại dùng tranzito n-p-m3 vào 2 a 1 2 3 4 b)山山蛭nuróc dá t c)hình 17.11 bộ kđtt vaứng dụng:a). hình dạng bên ngoài của bộ kettb) ki hiệu thường dùng của bộ kđttc) so đó may do nhiệt do dung cập nhiệt diện dông - constantan lãp bảng bộ kđtt.107