Giáo trình hướng dẫn lý thuyết cơ bản của năng lượng vật chất phần 3 potx

Giáo trình Linh Kiện Điện Tử

Dải cấm có độ cao khá lớn (EG>5eV). Đây là trường hợp của các chất cách điện. Thí

dụ như kim cương có EG=7eV, SiO2 EG=9eV.

Dải cấm có độ cao nhỏ (EG<5eV). Đây là trường hợp chất bán dẫn điện.

Thí dụ: Germanium có EG=0,75eV

Silicium có EG=1,12eV

Galium Arsenic có EG=1,4eV

Dải hóa trị và dải dẫn điện chồng lên nhau, đây là trường hợp của chất dẫn điện. Thí

dụ như đồng, nhôm…

E (Năng lượng)

Dải dẫn điện

EG>5eV Dải cấm Dải dẫn điện

EG<5eV

Dải hoá trị Dải hoá trị

(a) (b) (c)

Chất cách điện Chất bán dẫn Chất dẫn điện

Hình 6

Giả sử ta tăng nhiệt độ của tinh thể, nhờ sự cung cấp nhiệt năng, điện tử trong dải

hóa trị tăng năng lượng. Trong trường hợp (a), vì EG lớn, điện tử không đủ năng lượng

vượt dải cấm để vào dải dẫn điện. Nếu ta cho tác dụng một điện trường vào tinh thể, vì tất

cả các trạng thái trong dải hóa trị điều bị chiếm nên điện tử chỉ có thể di chuyển bằng

cách đổi chỗ cho nhau. Do đó, số điện tử đi, về một chiều bằng với số điện tử đi, về theo

chiều ngược lại, dòng điện trung bình triệt tiêu. Ta có chất cách điện.

Trong trường hợp (b), một số điện tử có đủ năng lượng sẽ vượt dải cấm vào dải dẫn

điện. Dưới tác dụng của điện trường, các điện tử này có thể thay đổi năng lượng dễ dàng

vì trong dải dẫn điện có nhiều mức năng lượng trống để tiếp nhận chúng. Vậy điện tử có

năng lượng trong dải dẫn điện có thể di chuyển theo một chiều duy nhất dưới tác dụng

của điện trường, ta có chất bán dẫn điện.

Trong trường hợp (c) cũng giống như trường hợp (b) nhưng số điện tử trong dải dẫn

điện nhiều hơn làm cho sự di chuyển mạnh hơn, ta có kim loại hay chất dẫn điện.

Trang 11 Biên soạn: Trương Văn Tám