Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là?

2. Khái niệm chất bán dẫn:

Khái niệm

Hiểu đơn giản chất bán dẫn chính là một loại chất liệu mang tính chất đặc trưng. Nói về vị trí thì chất bán dẫn được nằm ở giữa kim loại và chất cách điện, chính vì ở môi trường tiếp xúc gần như vậy cho nên đôi khi chất bán dẫn cũng sẽ hoạt động tương tự như những chất liệu vừa nêu tuỳ thuộc vào từng môi trường cụ thể.

Nhiều người nghĩ rằng chất bán dẫn không thể dẫn điện nhưng đó là một suy nghĩ hoàn toàn sai lầm bởi vì ở nhiệt độ phòng thì chất bán dẫn được xem như một vật liệu dẫn điện bình thường. Vai trò là một chất liệu cách điện chỉ xảy ra khi nó được tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Một số chất bán dẫn tiêu biểu được kể đến như Silic và Gecmani,… Vậy những chất bán dẫn này sẽ có tính chất đặc trưng gì mời bạn cùng theo dõi thông tin bên dưới nhé.

Tính chất đặc trưng

Để nghiên cứu và đưa ra những định luật về chất bán dẫn là việc làm rất khó khăn, nó khiến các nhà khoa học thực sự tốn nhiều thời gian và chất xám. Trải qua nhiều năm nghiên cứu, những nhà vật lý học cũng đã đúc kết và rút ra được một vài tính chất đặc trưng mà chất bán dẫn đang sở hữu:

Thứ nhất, vật liệu bán dẫn sẽ thay đổi tính bán dẫn nếu như có sự tham gia của các tạp chất. Những tạp chất khác nhau thường sẽ dẫn đến những tính bán dẫn khác nhau trong vật liệu bán dẫn, đồng thời điện trở suất cũng có xu hướng giảm khi chất bán dẫn bị pha lẫn tạp chất. Vậy là có thể kết luận rằng tính bán dẫn của một vật liệu bán dẫn có thể sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi yếu tố tác động bên ngoài.

Thứ hai, điện trở suất của vật liệu bán dẫn trở nên tinh khiết vô cùng khi được tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Ngược lại nếu đặt ở môi trường có nhiệt độ cao thì điện trở suất lại có xu hướng giảm mạnh, lúc đó cũng là lúc bạn nhìn thấy hệ số về giá trị âm.

Thứ ba, không chỉ có nhiệt độ, điện trở của vật liệu bán dẫn cũng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ ánh sáng, khi tiếp xúc với ánh sáng điện trở sẽ có xu hướng giảm nhiều, do đó bạn phải áp dụng các công thức tính điện trở thật chính xác.

Thứ tư, so với những chất cách điện khác thì chất bán dẫn có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn.

Các loại chất bán dẫn:

Trước tác động của môi trường và nhu cầu sử dụng chất bán dẫn của con người hiện nay, người ta đã thay đổi và tăng cường khả năng dẫn điện cho một số vật liệu bán dẫn. Nhiều vật chất bán dẫn tinh khiết đã được pha trộn với một số nguyên tố hoá học khác cho kết quả là có 2 loại chất bán dẫn. Hiện 2 loại chất bán dẫn này đang được sử dụng khá phổ biến và rộng rãi trong các ngành công nghiệp là chất bán dẫn n và chất bán dẫn p.

– Chất bán dẫn loại n chính là loại bán dẫn có chứa các hạt tải điện mang điện tích âm. Người ta đã tạo ra loại bán dẫn này từ việc pha trộn các phân tử bán dẫn tinh khiết như Si hay Ge,… cùng với những tạp chất cho như Dono.

– Với chất bán dẫn p thì ngược lại so với chất bán dẫn n, đây là loại chất bán dẫn mang hạt tải điện có điện tích dương. Người ta tạo ra loại chất bán dẫn này từ sự pha trộn những phân tử bán dẫn tinh khiết với những loại tạp chất nhận như Axepto.

3. Dòng điện trong chất bán dẫn:

Khái niệm dòng điện trong chất bán dẫn

Sự dịch chuyển của các hạt electron và lỗ trống bên trong phân tử chính là nguyên nhân gây ra sự chênh lệch về điện thế giữa 2 chiều của chất bán dẫn, và chính sự chênh lệch đó lại được hiểu là dòng điện trong chất bán dẫn.

Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn

Dòng điện trong chất bán dẫn cho ta thấy được quá trình chuyển ngược chiều của các electron nhưng lại cùng chiều với các lỗ trống bên trong phân tử. Như vậy bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn sẽ được hiểu như sau:

– Sự dịch chuyển có hướng của các lỗ trống và các electron chính là bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn.

– Số phân tử electron tương đương với lỗ trống trong phân tử khi chúng ở trong những vật liệu bán dẫn tinh khiết.

– Nhiệt độ càng tăng thì khả năng dẫn điện của các chất bán dẫn càng lớn

– Chất bán dẫn có thể bị thay đổi tính bán dẫn dưới sự can thiệp của con người, cụ thể là pha lẫn tạp chất.

Ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn

Không chỉ là kiến thức truyền đạt cho học sinh, dòng điện trong chất bán dẫn còn được con người ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Không phải là một sản phẩm cụ thể thế nhưng nó lại có vai trò vô cùng to lớn đối với sự phát triển của ngành công nghiệp hiện đại. Chất bán dẫn chính là thành phần quan trọng cấu tạo nên các linh kiện điện tử của máy móc, kỹ thuật, ví dụ như CPU, SSD, Diode hay Transistor,…

Ngoài ra, dòng điện trong chất bán dẫn còn được ứng dụng trong lĩnh vực máy móc gia dụng. Ngoài ra vật liệu bán dẫn cúng chính là nguyên liệu cấu tạo nên bộ cảm biến thông minh, đạt hiệu quả cao. Một số sản phẩm có chứa bộ cảm biến thông minh cấu tạo từ vật liệu bán dẫn như là máy hút ẩm, điều hoà hay nồi cơm điện,… Bên cạnh lĩnh vực kỹ thuật, máy móc gia dụng thì vật liệu bán dẫn còn có vai trò quan trọng trong một số lĩnh vực khác như y tế, thiết bị kỹ thuật hay tài chính,…

4. Bài tập trắc nghiệm: