VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Dòng điện trong chất bán dẫn, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11.
Nội dung bài viết Dòng điện trong chất bán dẫn: Dạng 4. Dòng điện trong chất bán dẫn Giá trị của điện trở suất nằm trung gian giữa điện trở suất của kim loại và điện trở suất của điện môi. Hạt tải điện trong chất bán dẫn: + Là êlectron nhung thể hiện dưới dạng: êlectron tự do [tích điện âm] và lỗ trống [tích điện dương]. + Là do chuyển động nhiệt hoặc các tác nhân ion hóa khác sinh ra. Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường. Bán dẫn loại n: chứa tạp chất đôno, mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống. Bán dẫn loại p: chứa tạp chất axepto, mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ êlectron. STUDY TIP – Lớp chuyển tiếp p-n có tính chỉnh lưu, dùng làm điôt bán dẫn. – Cấu trúc n-p-n với miền p rất mỏng có hiệu hứng tranzito và khả năng khuếch đại dòng điện, được dùng làm tranzito. BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Chọn một đáp án sai khi nói về tính chất điện của bán dẫn: A. Điện trở suất ρ của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi B. Điện trở suất ρ của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng C. Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc rất mạnh vào các tạp chất có mặt trong tinh thể D. Điện dẫn suất σ của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng Câu 2: Chọn một đáp án sai khi nói về bán dẫn A. Nếu bán dẫn có mật độ electron cao hơn mật độ lỗ trống thì nó là bán dẫn loại n B. Nếu bán dẫn có mật độ lỗ trống cao hơn mật độ electron thì nó là bán dẫn loại p C. Nếu bán dẫn có mật độ lỗ trống bằng mật độ electron thì nó là bán dẫn tinh khiết D. Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các lỗ trống cùng hướng điện trường Câu 3: Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các hạt: A. electron tự do B. ion C. electron và lỗ trống D. electron, các ion dương và ion âm. Câu 4: Chọn một đáp án sai khi nói về bán dẫn: A. Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện kém giống như điện môi B. Ở nhiệt độ cao bán dẫn dẫn điện khá tốt giống như kim loại C. Ở nhiệt độ cao, trong bán dẫn có sự phát sinh các electron và lỗ trống D. Dòng điện trong bán dẫn tuân theo định luật Ôm giống kim loại Câu 5: Mối liên hệ giữa điện trở suất của bán dẫn vào nhiệt độ được biểu diễn bằng đồ thị nào sau đây: Câu 6: Đáp án nào sau đây là sai khi nói về lớp chuyển tiếp p – n: A. có điện trở lớn, vì ở gần đó hầu như không có hạt tải điện tự do B. dẫn điện tốt theo một chiều từ p sang n C. dẫn điện tốt theo một chiều từ n sang p D. có tính chất chỉnh lưu Câu 7: Chọn một đáp án sai: A. Khi dòng điện chạy qua điôt phát quang, ở lớp chuyển tiếp p – n có ánh sáng phát ra B. Tranzito là dụng cụ bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp p – n C. Cặp nhiệt điện bán dẫn có hệ số nhiệt điện động lớn gấp trăm lần so với cặp nhiệt điện kim loại. D. Phôtôđiốt dùng để biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu âm thanh. Câu 8: Chọn một đáp án sai khi nói về điện trở quang: A. là linh kiện bán dẫn có độ dày vài chục micromet, trên đó gắn hai điện cực kim loại B. là linh kiện áp dụng tính chất điện trở thay đổi theo cường độ chiếu sáng C. là linh kiện có điện trở lớn và bề mặt rộng, chiếu ánh sáng thích hợp vào thì điện trở của nó tăng mạnh D. là linh kiện ứng dụng phổ biến trong các mạch tự động hóa Câu 9: Điốt chỉnh lưu bán dẫn: A. có lớp tiếp xúc p – n chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều từ p sang n B. có lớp tiếp xúc p – n chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều từ n sang p C. Nối nó với nguồn điện ngoài để cực dương nguồn nối với n, cực âm nguồn nối với p, thì nó cho dòng qua D. Nối nó với nguồn điện ngoài để cực dương nguồn nối với p, cực âm nguồn với n, thì nó không cho dòng qua Câu 10: Chọn một đáp án sai khi nói về cấu tạo của tranzito A. Cực phát là Emito B. Cực góp là Côlectơ C. Cực gốc là Bazơ D. Cực gốc là Côlectơ.
Câu 11: Mối quan hệ giữa các dòng điện chạy trong tranzito là: Câu 12: Chất bán dẫn có các tính chất: A. điện trở suất lớn ở nhiệt độ thấp, và giảm mạnh khi nhiệt tăng, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến tính chất điện B. điện trở suất lớn ở nhiệt độ thấp, và tăng khi nhiệt tăng, tạp chất không ảnh hưởng đến tính chất điện C. điện trở suất nhỏ ở nhiệt độ thấp, và giảm mạnh khi nhiệt tăng, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến tính chất điện D. điện trở suất nhỏ ở nhiệt độ thấp, và tăng khi nhiệt tăng, tạp chất không ảnh hưởng đến tính chất điện Câu 13: Lỗ trống bên trong bán dẫn có các đặc điểm nào: A. mang điện dương, có độ lớn điện tích e, di chuyển từ nguyên từ này đến nguyên tử khác B. mang điện dương hoặc âm, có độ lớn điện tích bằng e, di chuyển trong khoảng trống giữa các phân tử C. mang điện dương, có độ lớn điện tích bằng e, di chuyển từ nguyên tử này đến nguyên tử khác D. mang điện dương hoặc âm, có độ lớn điện tích bằng e, di chuyển từ nguyên tử này đến nguyên tử khác Câu 14: Trong các chất bán dẫn loại nào tồn tại đồng thời các hạt mang điện cơ bản và không cơ bản: A. bán dẫn tinh khiết B. bán dẫn loại n C. bán dẫn loại p D. hai loại bán dẫn loại n và p. Câu 15: Sự dẫn điện riêng sảy ra trong loại bán dẫn nào: A. bán dẫn tinh khiết B. bán dẫn loại n C. bán dẫn loại p D. cả 3 loại bán dẫn trên.
Written by Kien Team | Jul 28, 2020 6:18:39 AM
Để tổng hợp lại kiến thức, hôm nay Kiến Guru gửi đến các bạn bài viết Hệ Thống Kiến Thức Chương Dòng Điện Trong Các Môi Trường. Mong muốn rằng với bài viết có thể phần nào tóm gọn và hệ thống một cách tổng quát nhất các kiến thức của chương dòng điện trong các môi trường.
Bên cạnh đó là cùng nhau giải thích tìm hiểu những hiện tượng vật lý rất đỗi quen thuộc xung quanh chúng ta. Chẳng hạn như: Vì sao chúng ta lại bị giật khi đụng vào kim loại có tiếp xúc với điện hay vì sao lại có thể chích điện cá để bắt cá dưới nước… và vô vàn những hiện tượng chúng ta có thể gặp phải trong cuộc sống về dòng điện trong các môi trường.
Nào bây giờ chúng ta cùng bắt đầu nhé.
I. Dòng điện trong kim loại – Chương dòng điện trong các môi trường
- Các tính chất điện của kim loại có thể giải thích được dựa trên sự có mặt của các electron tự do trong kim loại. Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do.
- Trong chuyển động, các electron tự do luôn luôn va chạm với các ion dao động quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng và truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại và tác dụng nhiệt. Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
- Hiện tượng khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại [hay hợp kim] giảm đột ngột đến giá trị bằng không, là hiện tượng siêu dẫn.
II. Dòng điện trong chất điện phân – Chương dòng điện trong các môi trường
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các ion dương về catôt và ion âm về anot. Các ion trong chất điện phân xuất hiện là do sự phân li của các phân tử chất tan trong môi trường dung môi.
- Khi đến các điện cực thì các ion sẽ trao đổi electron với các điện cực rồi được giải phóng ra ở đó, hoặc tham gia các phản ứng phụ. Một trong các phản ứng phụ là phản ứng cực dương tan, phản ứng này xảy ra trong các bình điện phân có anot là kim loại mà muối cẩu nó có mặt trong dung dịch điện phân.
- Định luật Fa-ra-đây về điện phân.
- Khối lượng M của chất được giải phóng ra ở các điện cực tỉ lệ với đương lượng với chất của nó và với điện lượng q đi qua dung dịch điện phân.
- Biểu thức của định luật Fa-ra-đây:
III. Dòng điện trong chất khí – Chương dòng điện trong các môi trường
- Khi cường độ điện trường trong chất khí còn yếu, muốn có các ion và electron dẫn điện trong chất khí cần phải có tác nhân ion hoá [ngọn lửa, tia lửa điện. ]. Còn khi cường độ điện trường trong chất khí đủ mạnh thì có xảy ra sự ion hoá do va chạm làm cho số điện tích tự do [ion và electron] trong chất khí tăng vọt lên [sự phóng điện tự lực].
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế giữa anôt và catôt có dạng phức tạp, không tuân theo định luật Ôm [trừ hiệu điện thế rất thấp].
- Tia lửa điện và hồ quang điện là hai dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường. Cơ chế của tia lửa điện là sự ion hoá do va chạm khi cường độ điện trường trong không khí lớn hơn 3.105 [V/m]
- Khi áp suất trong chất khí chỉ còn vào khoảng từ 1 đến 0,01mmHg, trong ống phóng điện có sự phóng điện thành miền: ngay ở phần mặt catot có miền tối catôt, phần còn lại của ống cho đến anot là cột sáng anốt.
- Khi áp suất trong ống giảm dưới 10-3mmHg thì miền tối catôt sẽ chiếm toàn bộ ống, lúc đó ta có tia catôt. Tia catôt là dòng electron phát ra từ catot bay trong chân không tự do.
IV. Dòng điện trong chân không – Chương dòng điện trong các môi trường
Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dịch có hướng của các electron bứt ra từ catot bị nung nóng do tác dụng của điện trường.
Đặc điểm của dòng điện trong chân không là nó chỉ chạy theo một chiều nhất định từ anot sang catot.
V. Dòng điện trong bán dẫn – Chương dòng điện trong các môi trường
- Dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do và lỗ trống.
- Tuỳ theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn thuộc một trong hai loại là bán dẫn loại n và bán dẫn loại p. Dòng điện trong bán dẫn loại n chủ yếu là dòng electron, còn trong bán dẫn loại p chủ yếu là dòng các lỗ trống.
- Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n [lớp tiếp xúc p – n] có tính dẫn điện chủ yếu theo một chiều nhất định từ p sang.
Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi qua các kiến thức của chương dòng điện trong các môi trường. Các bạn đã phần nào hiểu thêm về các hiện tượng các định lý rồi chứ ?
Để hiểu biết thêm các bạn cũng có thể tham khảo nhiều bài viết về lý thuyết và hiện tượng ngoài đời sống của Kiến Guru và nhiều nguồn sách báo, trang web hiện tượng vật lý. Qua đó bạn có thể nghiên cứu nhiều hơn về thế giới xung quanh và cũng phần nào đó giúp bạn làm tốt các bài tập, đề thi kiểm tra. Thế giới là muôn điều thú vị hãy cùng trải nghiệm cùng Kiến Guru.
Hẹn gặp lại mọi người vào các bài viết tiếp theo.