tailieunhanh - Kỹ thuật điện tử - Lý thuyết bán dẫn - Võ Kỳ Châu

Cấu trúc nguyên tử Trước khi bắt đầu tìm hiểu các linh kiện điện tử ta phải hiểu vật liệu chế tạo nên chúng. Kiến thức về vật liệu ở mức độ cấu trúc sẽ giúp ta dự đoán và điều khiển các dòng điện tích có trong vật liệu. Ta sẽ bắt đầu bằng việc xem xét cấu trúc nguyên tử để xem cấu trúc này ảnh hưởng như thế nào lên tính chất điện của vật liệu | Biên soạn Võ Kỳ Châu - Bộ môn Điện tử Khoa Điện - Điện tử Email vkchau@ 1 Lý thuyết bán dẫn 1-1 Cấu trúc nguyên tử Trước khi bắt đầu tìm hiểu các linh kiện điện tử ta phải hiểu vật liệu chế tạo nên chúng. Kiến thức về vật liệu ở mức độ cấu trúc sẽ giúp ta dự đoán và điều khiển các dòng điện tích có trong vật liệu. Ta sẽ bắt đầu bằng việc xem xét cấu trúc nguyên tử để xem cấu trúc này ảnh hưởng như thế nào lên tính chất điện của vật liệu. Như đã biết mọi vật liệu đều được tạo nên từ các nguyên tử và các nguyên tử của cùng một nguyên tố đều có cấu trúc như nhau. Mỗi nguyên tử bao gồm một hạt nhân ở trung tâm chứa các điện tích dương mà ta gọi là proton. Hạt nhân được bao xung quanh bởi các electron mang điện tích âm. Số lượng electron bằng với số lượng proton trong hạt nhân và vì điện tích của proton và electron là bằng nhau nên nguyên tử trung hòa về điện. Tùy theo loại nguyên tố các hạt nhân của nguyên tử có thể chứa các neutron không mang điện tích. Hình 1-1 a biểu diễn sơ đồ cấu trúc một nguyên tử của nguyên tố silicon vật liệu thường được sử dụng để chế tạo các linh kiện bán dẫn. Hình này cho thấy hạt nhân chứa 14 proton mang điện tích dương và 14 neutron và vì nguyên tử có 14 electron mang điện tích âm quay xung quanh nên nguyên tử trung hòa về điện. Các electron được sắp xếp vào ba quĩ đạo xung quanh hạt nhân. Ta nói các electron này chiếm một lớp vỏ nguyên tử. Mỗi lớp vỏ nguyên tử không thể chứa nhiều hơn một số tối đa các electron. Nếu đánh số thứ tự của bốn lớp vỏ đầu tiên bắt đầu từ lớp trong cùng lớp gần hạt nhân nhất có số thứ tự là 1 thì số electron tối đa Ne mà lớp vỏ n có thể chứa là Ne 2n2 1-1 Trong hình 1-1 a lớp vỏ số 1 lớp K đã được lấp đầy vì nó đã chứa 2 electron. Lớp 2 lớp L cũng đã được lấp đầy vì nó chứa 8 electron. Tuy nhiên lớp 3 lớp M chưa được lấp đầy vì nó chỉ mới chứa 4 electron trong khi khả năng chứa tối đa của nó là 18 electron. 1 17 Biên soạn Võ Kỳ Châu - Bộ môn Điện tử Khoa Điện - Điện tử Email .