Chất bán dẫn là gì? Tính chất của chất bán dẫn – Hoàng Vina

1. Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn có tên tiếng Anh là Semiconductor, đây là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữ chất dẫn điện và chất cách điện. Chúng có thể hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng.

Bạn đang đọc: Chất bán dẫn là gì? Tính chất của chất bán dẫn – Hoàng Vina

Chất bán dẫn được xác lập là những nguyên tố tinh khiết ( silicon, germanium ) hoặc những hợp chất ( gallium arsenide, cadmium selenide ) .Chất bán dẫn hoàn toàn có thể đổi khác đặc thù khi có tạp chất và sự biến hóa nhờ vào vào loại tạp chất được thêm vào. 2 chất bán dẫn khác nhau được liên kết sẽ tạo nên một lớp gọi là lớp tiếp xúc .Các đặc thù của những hạt mang điện gồm có : electron, ion và lỗ trống điện tử thuộc lớp tiếp xúc này sẽ là cơ sở để tạo ra diot, bóng bán dẫn và những thiết bị điện tử văn minh thời nay .

2. Hoạt động của chất bán dẫn

Trước tiên bạn phải khám phá sơ qua về cách tổ chức triển khai electron trong nguyên tử để hiểu được những hoạt động giải trí của chất bán dẫn .Các electron được tổ chức triển khai theo từng lớp, những lớp này được gọi là lớp vỏ. Lớp vỏ ngoài cùng được gọi là lớp vỏ hóa trị .

• Ở lớp vỏ này là các electron liên kết với các nguyên tử lân cận được gọi là liên kết cộng hóa trị. Các chất dẫn điện sẽ chỉ có 1 lớp electron ở lớp vỏ hóa trị, nhưng chất bán dẫn lại có đến 4 lớp.
• Các nguyên tử lân cận cùng loại cùng với các điện tử hóa trị có thể liên kết với các điện tử hóa trị từ các nguyên tử khác gọi là cấu trúc tinh thể. Chất bán dẫn được tạo ra từ các tinh thể như vậy, thông thường là tinh thể silicon.

Ở đây, mỗi vòng tròn đại diện thay mặt cho một nguyên tử silicon, và những đường giữa những nguyên tử đại diện thay mặt cho những điện tử dùng chung. Mỗi trong số bốn điện tử hóa trị trong mỗi nguyên tử silicon được san sẻ với một nguyên tử silicon lân cận. Do đó, mỗi nguyên tử silicon được link với bốn nguyên tử silicon khác .

3. Các loại chất bán dẫn

Chất bán dẫn tinh khiết

Chất bán dẫn tinh khiết hay còn gọi là chất bán dẫn thuần, là loại chất trọn vẹn không có tạp chất pha lẫn. Những nhóm chất bán dẫn này thuộc nhóm nguyên tố IV .Ví dụ : silicon, germanium .Mỗi nguyên tử thuộc nhóm nguyên tố IV thường có 4 lớp electron ở lớp ngoài. Được link với những nguyên tử SI bằng link cộng hóa trị tạo nên chất bán dẫn trung hòa ở điều kiện kèm theo nhiệt độ thấp .Các chất bán dẫn thuần thường có điện trở suất rất cao ở nhiệt độ thấp và giảm nhanh khi nhiệt độ tăng. Độ dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết sẽ tỷ suất thuận với nhiệt độ. Hệ số nhiệt điện trở của chất bán dẫn thuần do đó mà có giá trị âm .

Chất bán dẫn pha tạp chất

Có hai loại chất bán dẫn pha tạp chất, đó là chất bán dẫn loại n và p

Chất bán dẫn loại n

Chất bán dẫn loại n là những chất bán dẫn âm, là những chất thuộc nhóm nguyên tố V. Xảy ra khi tạp chất là một nguyên tố Open năm electron trong lớp vỏ hóa trị .Ví dụ : Khi một lượng chất có hóa trị V, nổi bật như photpho được thêm vào cấu trúc tinh thể của silic, mỗi nguyên tử thường sẽ link với bốn nguyên tử silicon liền kề .

Chất bán dẫn loại p

Chất bán dẫn loại p là chất bán dẫn dương có tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm III. Được tạo thành khi tạp chất như boron chỉ có ba electron trong lớp vỏ hóa trị.

Xem thêm: Phần mềm hóa đơn điện tử, hóa đơn điện tử xác thực – Nhân Hòa

Khi một lượng nhỏ được chất có hóa trị III được link với tinh thể, nguyên tử chất đó hoàn toàn có thể tích hợp với bốn nguyên tử silicon theo link cộng hóa trị. Tuy nhiên, vì nó chỉ chứa ba electron để cung ứng nên sẽ có một lỗ trống được tạo ra. Lỗ này mang điện tích dương nên chất bán dẫn pha tạp được gọi là chất bán dẫn loại p .

4. Chất bán dẫn có tính chất gì?

Độ dẫn điện biến đổi

Ở trạng thái tự nhiên, chất bán dẫn là chất dẫn điện kém vì dòng điện nhu yếu dòng điện tử và chất bán dẫn có dải hóa trị của chúng được lấp đầy, ngăn ngừa dòng vào của electron mới .Hiện nay nhờ vào kỹ thuật tăng trưởng mà những vật tư bán dẫn hoạt động giải trí giống như vật tư dẫn điện .

Dị thể

Hai vật tư bán dẫn pha tạp khác nhau được liên kết sẽ tạo ra những dị thể. Ví dụ : một thông số kỹ thuật hoàn toàn có thể gồm có p-pha tạp và n-tạp pha germanium .Điều này dẫn đến sự trao đổi điện tử và lỗ trống giữa những vật tư bán dẫn pha tạp khác nhau. Germanium pha tạp n sẽ có thừa electron và Germanium pha tạp p sẽ có quá nhiều lỗ trống .Sự quy đổi xảy ra đến khi đạt được trạng thái cân đối bởi một quy trình gọi là tái hợp. Khiến những electron chuyển dời từ loại n tiếp xúc với những lỗ chuyển dời từ loại p .

Electron kích thích

Đối với những vật tư bán dẫn khi chúng rời khỏi trạng thái cân đối nhiệt và tạo ra thực trạng không cân đối, lúc này dẫn đến sự độc lạ về điện thế .Điều này ra mắt những electron và lỗ trống cho mạng lưới hệ thống, tương tác trải qua một quy trình gọi là khuếch tán xung quanh. Bất cứ khi nào cân đối nhiệt bị trộn lẫn trong vật tư bán dẫn, số lượng lỡ trống và điện tử sẽ đổi khác .Sự gián đoạn này xảy ra khi chênh lệch nhiệt độ, photon hoàn toàn có thể xâm nhập vào mạng lưới hệ thống và tạo ra những electron và lỗ trống. Quá trình tạo ra và tự hủy electron và lỗ trống được gọi là thế hệ và tái tổng hợp .

Phát xạ nhẹ

Một vài chất bán dẫn nhất định khi electron kích thích hoàn toàn có thể thư giãn giải trí bằng cách phát ra ánh sáng thay vì tạo ra nhiệt. Chúng được ứng dụng cho việc sản xuất những diode phát sáng và những chấm lượng tử huỳnh quang .

Độ dẫn nhiệt cao

Chất bán dẫn có tính dẫn nhiệt cao hoàn toàn có thể sử dụng để tản nhiệt và cải tổ quản trị nhiệt của thiết bị điện tử .

Chuyển đổi năng lượng nhiệt

Các yếu tố nguồn năng lượng nhiệt lớn trong chất bán dẫn hoàn toàn có thể ứng dụng có ích trong những xí nghiệp sản xuất phát nhiệt điện, cũng như những số liệu nhiệt cao trong bộ làm mát nhiệt điện .

Hiệu ứng trường

Hai lớp p-n khi phối hợp với nhau dẫn đến việc trao đổi điện tích tại lớp tiếp xúc p-n. Các điện tử từ n sẽ chuyển sang lớp p và ngược lại do quy trình trung hòa về điện .

5. Ứng dụng chất bán dẫn

Chất bán dẫn được ứng dụng và đi liền với các thiết bị điện tử. Nên chúng đi liền với cuộc sống chúng ta, chúng được ứng dụng cho TV, máy tính, trò chơi điện tử, thiết bị chuẩn đoán y tế,…

Xem thêm: Tra cứu hóa đơn điện tử

Mặc dù lúc bấy giờ những thiết bị đã được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến ống chân không. Nhưng ta không hề phủ nhận được góp phần của chúng trong những năm qua trong việc làm cho những thiết bị điện tử nhỏ hơn, nhanh hơn và đáng đáng tin cậy hơn .Ngoài ra, chất bán dẫn còn được sử dụng trong đời sống của tất cả chúng ta :

• Cảm biến nhiệt độ được chế tạo bằng các thiết bị bán dẫn.
• Chúng được sử dụng trong máy in 3D
• Được sử dụng trong vi mạch và ô tô tự lái
• Được sử dụng trong máy tính, tấm mặt trời, máy tính và các thiết bị điện tử khác.
• Transistor và MOSFET được sử dụng làm công tắc trong Mạch điện được sản xuất bằng chất bán dẫn

>> > Xem thêm : Rơ le bán dẫn SSR là gì ? cấu tạo và nguyên tắc hoạt động giải trí

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử