Lession 2 : Semiconductor Vật liệu bán dẫn http://hqhuy.wordpress.com 1/38 1.1 Những tính chất cơ bản 1.2 Nồng ñộ hạt dẫn http://hqhuy.wordpress.com 2/38 1.1 Những tính chất cơ bản Si - Silic (Silicon), Ge - Gcmani (Germanium) : bán dẫn ñơn chất GaAs - Gali Asenic (Gallium Arsenide) : bán dẫn hợp chất http://hqhuy.wordpress.com 3/38 http://hqhuy.wordpress.com 4/38 Cấu trúc vùng năng lượng của vật rắn . http://hqhuy.wordpress.com 5/38 ðiện tử ở những quỹ ñạo lượng tử xác ñịnh, nó quay quanh hạt nhân nhờ sự cân bằng giữa 2 lực: Lực ñiện giữa ñiện tích (-) của ñiện tử và ñiện tích (+) của hạt nhân . Lực hấp dẫn (lực hướng tâm) giữa 2 thực thể có khối lượng là ñiện tử và hạt nhân. http://hqhuy.wordpress.com 6/38 http://hqhuy.wordpress.com 7/38 Ký hiÖu: Wc lµ møc n¨ng l−îng ®¸y vïng dÉn Wv lµ møc n¨ng l−îng ®Ønh vïng hãa trÞ ∆Wg lµ ®é lín cña vïng cÊm CÊu tróc n¨ng l−îng cña vËt r¾n gåm ba vïng: + Vïng hãa trÞ víi 0< W < Wv ®−îc cÊu t¹o bëi nh÷ng møc n¨ng l−îng s¸t ngoµi cïng, ®ã lµ nh÷ng møc ®5 bÞ chiÕm ®Çy t−îng tr−ng cho c¸c ®iÖn tö n»m trong liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ bÒn v÷ng, kh«ng cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn. + Vïng dÉn víi W > Wc gåm nh÷ng møc n¨ng l−îng cña líp ngoµi cïng trong ®ã cßn nhiÒu møc trèng, t¹i ®©y ®iÖn tö cã thÓ tù do dÞch chuyÓn trong toµn bé m¹ng tinh thÓ vµ s½n sµng tham gia dÉn ®iÖn khi cã ®iÖn tr−êng. + Vïng cÊm víi Wv < ∆Wg < Ec kh«ng cã møc n¨ng l−îng nµo ®Ó ®iÖn tö cã thÓ tån t¹i ®−îc. http://hqhuy.wordpress.com 8/38 http://hqhuy.wordpress.com 9/38 C¸c lo¹i chÊt b¸n dÉn B¸n dÉn ®¬n chÊt vµ b¸n dÉn hîp chÊt VÝ dô c¸c nhãm d¹ng AIVBIV nh− c¸cbit silic SiCX víi tØ lÖ lµ 70,045%Si + 29,955%C, ®−îc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c ®iÖn trë cã trÞ sè biÕn ®æi theo ®iÖn ¸p (Varistor-VDR). HoÆc nhãm hîp chÊt AIIIBV sù kÕt hîp mét nguyªn tö nhãm III víi mét nguyªn tö nhãm V nh− AlP, GaP; GaAs; InAs; GaSb; InSb, nh÷ng b¸n dÉn nµy ®−îc dïng ®Ó chÕ tao ra c¸c linh kiÖn ®Æc biÖt nh− LED, LASER, Photodiot, phototransistor v.v... Nhãm hîp c