Dòng điện trong chất bán dẫn là gì? Ứng dụng ra sao?

Dòng điện trong chất bán dẫn là khái niệm chúng ta đã được tìm hiểu trong chương trình của môn Vật Lý. Trong phần này, các bạn sẽ được tìm hiểu chất bán dẫn là gì? Bản chất của dòng điện có trong chất bán dẫn là gì? Ứng dụng của dòng điện này trong thực tế ra sao? Hãy theo dõi bài viết dưới đây để khái quát lại kiến thức đã học bạn nhé!

Tổng quan dòng điện trong chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn là chất có năng lực dẫn điện ở mức trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Nói cách khác, đây là chất có điện trở suất nằm trong khoảng chừng trung gian giữa chất điện môi và sắt kẽm kim loại. Trong điều kiện kèm theo nhiệt độ thấp, nó hoạt động giải trí như một chất cách điện. Còn tại nhiệt độ phòng thì nó có tính dẫn điện .
Tìm hiểu khái quát về chất bán dẫn là gì?
Để dễ nhớ hơn, bạn hoàn toàn có thể hiểu gọi là “ bán dẫn ” ( bán là 1 nửa ) vì những chất này không dẫn điện trong điều kiện kèm theo nào đó. Nhưng, trong điều kiện kèm theo khác thì nó lại dẫn điện. Nhóm vật tư bán dẫn tiêu biểu vượt trội nhất là Gecmani và Silic. Tính chất điển hình nổi bật của những chất bán dẫn gồm :

  • Trong điều kiện nhiệt độ thấp, các chất bán dẫn siêu tinh khiết sẽ có điện trở suất rất lớn. Khi mức nhiệt tăng thì điện trở suất sẽ giảm nhanh và hệ số nhiệt điện trở sẽ mang giá trị âm.

  • Khi có tạp chất thì tính bán dẫn sẽ biến hóa, những tạp chất khác nhau thì sẽ tạo ra tính bán dẫn khác nhau. Thông thường, khi pha tạp chất thì điện trở suất của chất bán dẫn sẽ giảm mạnh .
  • Khi có ánh sáng chiếu vào hoặc có ảnh hưởng tác động từ những tác nhân ion hóa khác thì điện trở suất của chất bán dẫn sẽ giảm đi đáng kể .

Tìm hiểu dòng điện trong chất bán dẫn là gì?

Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng electron dẫn hoạt động ngược chiều và lỗ trống hoạt động cùng chiều điện trường. Để hiểu chi tiết cụ thể hơn, bạn hoàn toàn có thể theo dõi phần dưới đây :
Dòng điện có trong chất bán dẫn được định nghĩa như thế nào?
Chất bán dẫn loại p có hạt tải điện ( + ), còn loại n thì có hạt tải điện ( – ). Dòng điện sinh ra trong 2 loại bán dẫn này đều do sự hoạt động của những electron. Khi tạo thành tinh thể silic thì mỗi tinh thể sẽ có 4 electron hóa trị. Chúng vừa đủ để tạo ra link với 4 nguyên tử kế bên nên không tham gia vào việc dẫn điện .
Khi electron bứt ra khỏi link thì sẽ thành hạt tải điện và gọi là electron dẫn ( gọi tắt là electron ). Tại vị trí electron bị bứt ra sẽ tạo thành 1 lỗ trống mang điện ( + ). Khi có 1 electron từ link của nguyên tử silic lân cận chuyển tới thì mối link đứt sẽ vận động và di chuyển ngược lại. Chuyển động này của electron link được coi như 1 điện tích dương hoạt động theo chiều ngược. Lỗ trống được coi là hạt tải điện mang điện dương .

Tìm hiểu bản chất dòng điện trong chất bán dẫn là gì?

Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là do dòng electron hoạt động có hướng sinh ra. Nói cách khác, đó là dòng chuyển dời có hướng của những electron ngược chiều điện trường và những lỗ trống theo chiều điện trường .
Đối với bán dẫn tinh khiết thì số lượng lỗ trống và số lượng electron bằng nhau. Khả năng dẫn điện của bán dẫn này sẽ tăng khi nhiệt độ tăng lên .
Bản chất dòng điện có trong chất bán dẫn là gì?

Tìm hiểu ứng dụng của dòng điện trong chất bán dẫn

Các thiết bị bán dẫn có thể điều chỉnh chiều và đường đi của dòng điện sang một hướng khác. Sự thay đổi điện trở này được thực hiện nhờ ánh sáng hoặc nhiệt. Thông qua ánh sáng, nhiệt hoặc tạp chất, ta có thể làm thiết bị bán dẫn thay đổi tính chất. Vì vậy, chúng thường sử dụng để đóng ngắt mạch điện hoặc chuyển đổi năng lượng.

Ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn thông thường

Năm 1904, người ta ứng dụng chất bán dẫn lần tiên phong trong máy Cat’s – whisker detector. Thiết bị này đã được trang bị một diode bán dẫn tinh khiết. Đến năm 1947, bóng bán dẫn tiên phong được sinh ra. Cho tới năm 1958, người ta đã tạo ra mạch tích hợp tiên phong .
Một số ứng dụng dòng điện chất bán dẫn trong thực tế
Hiện nay, vật tư bán dẫn thông dụng nhất là những tinh thể silic. Nó được ứng dụng đa phần trong vi điện tử và quang điện. Người ta ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn trong việc tạo ra bóng bán dẫn và những mẫu sản phẩm điện tử tân tiến thời nay. Một số thiết bị hoàn toàn có thể kể đến là :

  • Cảm biến nhiệt độ trong điều hòa không khí hay mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển nhiệt độ trong nồi cơm điện .
  • Bộ vi giải quyết và xử lý của CPU trong máy tính .
  • Một số loại sản phẩm kỹ thuật số như : Máy ảnh, điện thoại di động, máy giặt, tivi, bóng đèn LED và tủ lạnh .
  • Ứng dụng trong hoạt động giải trí của xe lửa, máy ATM, internet và nhiều thiết bị khác .

Ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn hữu cơ

Cùng với sự tăng trưởng không ngừng của quả đât, khoa học vật tư đã tìm ra chất bán dẫn hữu cơ. Cho đến nay, nó đã được ứng dụng trong bước đầu trong một vài thiết bị công nghệ cao và tân tiến. Chúng ta hoàn toàn có thể kể đến một số ít mẫu sản phẩm nổi trội như sau :

  • Diode phát quang hữu cơ (còn gọi là OLED).

  • Pin mặt trời hữu cơ ( tên tiếng Anh là Organic solar cell ) .
  • Transistor trường hữu cơ ( còn gọi là OFET ) .

Hiện nay, dòng điện trong chất bán dẫn mang lại những lợi ích mà ta không thể phủ nhận. Sự xuất hiện của nó đã đóng góp một phần không nhỏ trong việc chế tạo và phát triển các sản phẩm điện hiện nay. Thường xuyên truy cập kienthucmaymoc.com để tìm hiểu nhiều thông tin bổ ích khác bạn nhé!

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments