Chất bán dẫn là gì? Phân loại & Ứng dụng của chất bán dẫn

Chất bán dẫn là gì? Phân loại chất bán dẫn và các thuộc tính của chất bán dẫn là gì? Đó chính là những vấn đề mà Blogthietbidien.com sẽ giải đáp trong bài viết sau đây.

Chất bán dẫn là một chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Vậy cụ thể chất bán dẫn là gì? Sau đây, Blogthietbidien.com sẽ giúp bạn làm rõ trong phần nội dung bên dưới của chúng tôi. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi trình bày sẽ làm bạn hài lòng.

Chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn (Semiconductor) là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất cách điện (thường là gốm) và chất dẫn điện (thường là kim loại). 

Chất bán dẫn có thể là nguyên tố tính khuyết (silicon, germanium) hay dạng hợp chất (arsenide, selenide). Semiconductor sẽ hoạt động như một chất dẫn điện ở nhiệt độ phòng và là chất cách điện ở nhiệt độ thấp.

Phân loại chất bán dẫn

Chất bán dẫn được chia thành 2 loại: chất bán dẫn tinh khiết và chất bán dẫn pha tạp chất.

Chất bán dẫn tinh khiết

Đây là những chất bán dẫn không có tạp chất, đại diện tiêu biểu cho loại chất bán dẫn này là Silicon hay Germanium. Chất bán dẫn tinh khiết còn được gọi là chất bán dẫn thuần hay chất bán dẫn nguyên tố nhóm IV.Độ dẫn điện của chất bán dẫn thuần sẽ tỷ lệ thuận với nhiệt độ, tức là nhiệt độ khi tăng càng cao thì mức độ dẫn điện của chất bán dẫn càng tăng và ngược lại khi nhiệt độ về thấp chất bán dẫn sẽ trở thành dạng trung hòa về điện.

Chất bán dẫn pha tạp

Chất bán dẫn pha tạp gồm 2 loại là chất bán dẫn loại P và chất bán dẫn loại N.

Chất bán dẫn loại P

Chất bán dẫn loại P hay là chất bán dẫn dương có chứa tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, xảy ra khi tạp chất như boron chỉ có ba electron trong lớp vỏ electron.

Chất bán dẫn loại N

Hay được gọi là chất bán dẫn âm, chất bán dẫn này có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, điều này sẽ xảy ra khi tạp chất là một nguyên tố chứa năm electron trong lớp vỏ electron.

Thuộc tính của chất bán dẫn là gì?

Chất bán dẫn có một số thuộc tính đặc trưng sau

Hiệu ứng trường (bán dẫn)

Khi hai lớp P và N được kết hợp với nhau, quá trình trao đổi điện tích sẽ xảy ra tại bề mặt tiếp xúc giữa hai lớp. Cụ thể các điện tử từ lớp N sang lớp P và ngược lại. Kết quả là các ion sẽ tích điện và tạo thành một điện trường.

Dị thể

Dị thể được hình thành do sự trao đổi điện tử và lỗ trống giữa hai chất bán dẫn pha tạp nối với nhau. Chất bán dẫn loại N sẽ có nhiều lỗ trống trong khi đó chất bán dẫn loại P có nhiều electron.

Vì thế giữa hai lớp này sẽ xảy ra việc trao đổi điện tích cho đến khi đạt trạng thái cân bằng điện tích – quá trình tái hợp. Kết quả là các ion sẽ tích điện và tạo ra một điện trường.

Electron kích thích

Sự khác biệt về điện thế trên vật liệu dẫn sẽ làm mất trạng thái cân bằng nhiệt và cung cấp lỗ trống, electron thông qua quá trình khuếch tán xung quanh. Khi quá trình xáo trộn cân bằng nhiệt, số lượng lỗ trống và electron có thể sẽ bị thay đổi. Quá trình hình thành – tự hủy electron và lỗ trống được gọi là thế hệ và tái tổ hợp.

Độ dẫn nhiệt biến đổi

Chất bán dẫn loại N, P bị thừa hoặc thiếu điện tử nên không đạt sự cân bằng điện tích nên cho phép dòng điện đi qua. Vì thế có thể hoạt động như vật liệu dẫn điện.

Độ dẫn nhiệt cao

Chất bán dẫn có độ dẫn nhiệt cao, vì thế thường được sử dụng để tản nhiệt và điều hòa nhiệt độ cho các thiết bị điện tử.

Phát xạ nhẹ

Đối với một vài chất bán dẫn, khi electron bị kích thích, chúng có thể phát xạ nhẹ thay vì tạo nhiệt. Điều này được ứng dụng để sản xuất các diode phát quang và chấm lượng tử huỳnh quang.

Chuyển đổi năng lượng nhiệt

Vì có yếu tố năng lượng nhiệt lớn nên được ứng dụng tại các nhà máy nhiệt điện.

Ứng dụng của chất bán dẫn

Một số ứng dụng có thể kể đến như:

• Là chi tiết quan trọng trong các linh kiện điện tử như diode, thẻ nhớ, ổ đĩa…;

• Là phần quan trọng của các thiết bị điện như relay bán dẫn, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, PLC, CT dòng…;

• Gần gũi hơn, bán dẫn có thể xuất hiện trong các thiết bị điện tử như:

  • Cảm biến nhiệt độ trong điều hòa;

  • Bộ chuyển đổi tín hiệu trong TV, điện thoại…;

  • Bộ vi xử lý máy tính;

  • …

• Ngoài ra, còn được ứng dụng trong các máy ATM, internet, xe lửa…

Như vậy, Blogthietbidien.com đã trình bày đến bạn khá chi tiết đáp án cho câu hỏi “chất bán dẫn là gì?” rồi, hy vọng những gì chúng tôi trình bày sẽ khiến bạn hài lòng. Nếu bạn đánh giá cao bài viết của chúng tôi thì hãy chia sẻ nó đến những người xung quanh nhé.