- PHÂN BỐ ĐIỆN TỬ TRONG NGUYÊN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG: ...6. - SỰ PHÂN BỐ CỦA ĐIỆN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG: ...18. - LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ...148. - Có những quỹ đạo đặt biệt, trên đó điện tử có thể di chuyển mà không phát ra năng lượng. - PHÂN BỐ ĐIỆN TỬ TRONG NGUYÊN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG:. - Tầng K (n=1) có một phụ tầng s có tối đa 2 điện tử.. - Như vậy: Tầng K có tối đa 2 điện tử.. - Tầng L có tối đa 8 điện tử.. - Tầng M có tối đa 18 điện tử.. - Tầng N có tối đa 32 điện tử.. - Khi không bị kích thích, các trạng thái năng lượng nhỏ bị điện tử chiếm trước (gần nhân hơn) khi hết chỗ mới sang mức cao hơn (xa nhân hơn). - Nguyên tử có 8 điện tử ở tầng ngoài cùng đều bền vững (trường hợp các khí trơ).. - Ta cũng có 2N điện tử p chiếm 2N trạng thái p. - 2N trạng thái của dải năng lượng này đều bị 2N điện tử chiếm. - Ta để ý rằng, giữa hai dải năng lượng mà điện tử chiếm-được có một dải cấm. - Điện tử không thể có năng lượng nằm trong dải cấm, khoảng cách (dải cấm) càng thu hẹp khi khoảng cách d càng nhỏ (xem hình). - Vậy năng lượng mà một điện tử tiếp nhận khi vượt một hiệu điện thế 1 volt là:. - Trong trường hợp (a), vì E G lớn, điện tử không đủ năng lượng vượt dải cấm để vào dải dẫn điện. - Trong trường hợp (b), một số điện tử có đủ năng lượng sẽ vượt dải cấm vào dải dẫn điện. - 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.. - Nghĩa là điện tử có thể di chuyển tự do trong kim loại dưới tác dụng của điện trường.. - Hình trên mô tả chuyển động của điện tử dưới tácdụng của điện trường E . - Điện tích của số điện tử này là q=n.e.v.s, với n là mật độ điện tử di chuyển. - Một điện tử rời Catod K với năng lượng ban đầu E c =2eV. - Tính khoảng cách tối đa mà điện tử có thể rời Catod.. - Giả sử, điện tử di chuyển tới điểm M có hoành độ là x. - với e là điện tích của điện tử.. - là động năng của điện tử. - Vậy x 0 là khoảng cách tối đa mà điện tử có thể rời xa Catod.. - U Điện tử tự do. - Điện tử buộc. - Đó là điện tử buộc và không tham gia vào sự dẫn điện của kim loại. - Các điện tử có năng lượng lớn hơn U 0 được gọi là các điện tử tự do. - Trong các chương sau, ta đặt biệt chú ý đến các điện tử này.. - SỰ PHÂN BỐ CỦA ĐIỆN TỬ THEO NĂNG LƯỢNG:. - Gọi ∆n E = là số điện tử trong một đơn vị thể tích có năng lượng từ E đến E+∆E.. - Theo định nghĩa, mật độ điện tử trung bình có năng lượng từ E đến E+∆E là tỉ số E n E. - Giới hạn của tỉ số này khi ∆ E → 0 gọi là mật độ điện tử có năng lượng E.. - Ta thấy rằng ρ(E) chính là số trạng thái năng lượng E đã bị điện tử chiếm. - Nếu gọi n(E) là số trạng thái năng lượng có năng lượng E mà điện tử có thể chiếm được. - Vậy f(E) chính là xác suất để tìm thấy điện tử có năng lượng E ở nhiệt độ T.. - Lúc đó, mật độ điện tử có năng lượng E là:. - n điện tử/m 3. - Ta thấy rằng ở nhiệt độ thấp (T #0 0 K), năng lượng tối đa của điện tử là E F. - Điện tử trong dải hóa trị. - Về phương diện năng lượng, ta có thể nói rằng nhiệt năng làm tăng năng lượng các điện tử trong dải hóa trị.. - Điện tử tự do trong dải dẫn điện. - Ta nhận thấy số điện tử trong dải dẫn điện bằng số lỗ trống trong dải hóa trị.. - Nếu ta gọi n là mật độ điện tử có năng lượng trong dải dẫn điện và p là mật độ lỗ trống có năng lượng trong dải hóa trị. - Dải dẫn điện Điện tử trong dải dẫn điện Mức fermi. - Điện tử thừa của As. - Điện tử thừa của As E. - Với n: mật độ điện tử trong dải dẫn điện.. - n i : mật độ điện tử hoặc lỗ trống trong chất bán dẫn thuần trước khi pha.. - Chất bán dẫn như trên có số điện tử trong dải dẫn điện nhiều hơn số lỗ trống trong dải hóa trị gọi là chất bán dẫn loại N.. - Ở nhiệt độ thấp (T=0 0 K), tất cả các điện tử đều có năng lượng trong dải hóa trị. - n: mật độ điện tử trong dải dẫn điện.. - n i là mật độ điện tử hoặc lỗ trống trong chất bán dẫn thuần trước khi pha.. - Chất bán dẫn như trên có số lỗ trống trong dải hóa trị nhiều hơn số điện tử trong dải dẫn điện được gọi là chất bán dẫn loại P.. - Hình sau đây mô tả sự di chuyển của điện tử (hay lỗ trống) trong dải hóa trị ở nhiệt độ cao.. - Lỗ trống Điện tử trong dải hóa trị di chuyển về bên trái tạo lỗ. - Vậy ta có thể coi như dòng điện trong chất bán dẫn là sự hợp thành của dòng điện do những điện tử trong dải dẫn điện (đa số đối với chất bán dẫn loại N và thiểu số đối với chất bán dẫn loại P) và những lỗ trống trong dải hóa trị (đa số đối với chất bán dẫn loại P và thiểu số đối với chất bán dẫn loại N).. - Dòng điện tử trong Dòng điện tử trong. - Dòng điện tử Dòng lỗ trống. - Dưới tác dụng của điện trường, các điện tử và lỗ trống di chuyển với vận tốc trung bình v n =µ n .E và v p =µ p .E.. - Xét một mẫu bán dẫn không đều có mật độ điện tử được phân bố như hình vẽ. - Dòng điện khuếch tán của điện tử đi qua A là: dx A 0 . - D n được gọi là hằng số khuếch tán của điện tử.. - Suy ra mật độ dòng điện khuếch tán của điện tử là:. - T ương tự với dòng điện tử I eA . - Trong khi di chuyển, các điện tử và lỗ trống có thể tái hợp với nhau. - Tương tự như trên, ta cũng có thể tìm V 0 từ dòng điện khuếch tán của điện tử và dòng điện trôi của điện tử.. - Điện tử khuếch tán từ vùng N sang vùng P tạo ra dòng điện I n . - dòng c điện tử từ. - Dòng điện tử. - Vì vùng hiếm rất mỏng và không có điện tử nên tro. - Lỗ trống và điện tử không thể khuếch tán ngang qua mối nối. - Vì điện tử và lỗ trống sinh ra ít nên dòng điện ngược rấ. - Rào điện thế V B =V S. - điện thế phân cực nghịch đủ lớn, nhữn điện sinh ra dưới tác dụng của nhiệt được điện trường trong vùng hiếm tăng vận ó đủ năng lượng rứt nhiều điện tử khác từ các nối hóa trị. - V R là điện thế phân cực nghịch.. - V 0 : điện thế offset r. - Các điện tử tự do (còn thừa c ất cho) có mức năng lượng trung bình ở gần dải dẫn điện (mức năng lượng Ferm nâng lên). - Dòng điện tử V EE. - Các điện tử tự do của vùng phát như vậy tạo nên dòng điện cực phát I E chạy từ cực phát E. - Các điện tử từ v. - Biên soạn: Trương Văn Tám. - Khi V DS còn nhỏ, dòng điện tử từ cực âm của nguồn điện đến vùng nguồn (tạo ra dòng I S. - đi ra khỏi vùn I S Dòng điện tử từ. - u nhỏ (dòng điện và điện thế. - Vì độ dẫn điện của chất bán dẫn là một hàm số của mật độ điện tử di động nên điện trở R B1 giảm.. - LIN UANG ĐIỆN TỬ. - Điện thế phân cực nghịch Hình 7. - T h t của một hệ thống điện tử gồm n thành phần sẽ là:. - ÁI NIỆM ĐIỆN TỬ.. - từ u trong ngành điện tử. - Một máy tính điện tử cần dùng. - Một hệ thống (hay một máy) điện tử có cấu tạo như hình vẽ:. - Mạch điện tử cơ bản. - Hệ thốn điện tử
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt