Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 5: Bán dẫn (Phần 2) - Phạm Đỗ Chung

Nội dung text: Bài giảng Vật lí chất rắn - Chương 5: Bán dẫn (Phần 2) - Phạm Đỗ Chung

1. VẬT LÍ CHẤT RẮN Phạm Đỗ Chung Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 Lớp Y18 – Sư phạm Vật lí
2. Chương 5 Bán dẫn 1. Sơ lược về tính chất của bán dẫn. 2. Bán dẫn tinh khiết. 3. Bán dẫn pha tạp. 4. Hiệu ứng Hall trong bán dẫn (seminar). 5. Lớp chuyển tiếp p – n PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 2
3. 5. Lớp chuyển tiếp p-n PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 3
4. 5. Lớp chuyển tiếp p-n • Khuếch tán Tái hợp • Điện tích không gian Hàng rào điện thế PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 4
5. 5. Lớp chuyển tiếp p-n pp=na+pi≈ Na nn=pd+pi≈ Nd np=ni<<pp pn=pi<<nn � = 0 PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 5
6. 5. Lớp chuyển tiếp p-n �� = �� � = −�� = � x � = �� = � (x) ∆ ∆� = ∆� = PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 6
7. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Điện thế tiếp xúc Sử dụng phương trình Poisson � ∆� = − �� �� −� = −grad� hay � = − �� � � � � �� = − = ; khi −�< x < 0 �� �� �� � � � � �� = − = ; khi 0 < x < +� �� �� �� PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 7
8. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Điện thế tiếp xúc Sử dụng phương trình Poisson � � �� = � + �; �� �� � � �� = − � + �; �� �� � = � khi � = 0 �� � = � + � � + � � � 2�� = 0 khi � = −� �� �� � = − � + � � + � 2�� � � = 0 khi � = � �� PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 8
9. 5. Lớp chuyển tiếp p-n �� � = − −� + x ; khi −�< x < 0 �� �� � = − � − x ;khi 0 < x < � �� 2��Δ� � + � d = . � �� PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 9
10. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Sự phân cực của lớp chuyển tiếp p-n Phân cực thuận V>0 Phân cực ngược, -Vđ<V<0 (Vđ: điện áp đánh thủng) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 10
11. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Sự phân cực của lớp chuyển tiếp p-n � = �� � = � PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 11
12. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Phân cực thuận: () �′ = �� = �� � ∝ �′ � ∝ � lỗ trống: p sang n � = �−�= �(� − 1) electron: n sang p � = �−�= � (� − 1) Dòng thuận � = �+� = �(� − 1) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 12
13. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Phân cực ngược: () �′ = �� = � � � ∝ �′ � ∝ � lỗ trống: n sang p � = �−�= �(1 − � ) electron: p sang n � = �−�= �(1 − � ) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 13
14. 5. Lớp chuyển tiếp p-n • V>0 • 1>>V>0 • V<0 • V<<0 ⎡ ⎛ eU ⎞ ⎤ J = J s ⎢exp⎜ ⎟ −1⎥ ⎣ ⎝ kT ⎠ ⎦ PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 14
15. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Đặc trưng V-A của lớp chuyển tiếp p-n phân cực thuận PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 15
16. 5. Lớp chuyển tiếp p-n Đặc trưng V-A của lớp chuyển tiếp p-n phân cực ngược PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 16