Detector bán dẫn

  • View
    376

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

Nhm 5: Phan Th Thi Ph m Th Thu Hu nh Ng c Trm Nguy n Ng c Lm1

I. II.

Gi i thi u v ch t bn d n S d ng ch t bn d n lm detector

III. Cc qu trnh x y ra khi h t tch i n i vo detector IV. V. Cc c tnh ho t ng c a detector bn d n

M t s lo i detector bn d n

VI. M t s h o dng detector bn d n2

I. Gi i thi u v ch t bn d nI.1 Ch t bn d n Cc ch t bn d n thng th ng nh silic(Si), germani (Ge) c 4 electron ha tr . =>t o nn c u trc m ng tinh th . M t nguyn t lin k t v i 4 nguyn t bn c nh b ng lin k t c ng ha tr .3

I.1 Ch t bn d n Theo ly thuy t vng n ng l ng, cc e- ha tr chi m y cc m c n ng l ng trong vng ha tr , vng d n khng c electron

4

I.1 Ch t bn d nVng d n va vng ha tr cch nhau b i vng c m c r ng n ng l ng l Eg (Si( 1eV))

Do chuy n ng nhi t cc e- ha tr c th nh y ln vng d n va tr thnh e- t do, e- ny tham gia qu trnh d n i n, ng th i l i l tr ng trong vng ha tr

5

I.1 Ch t bn d n

tr ng thi cn b ng nhi t s e- b ng s l tr ng N u ni l m t t p trung e-(l tr ng) thi ta c:

V i Nc: s tr ng thi trong vng d n Nv: s tr ng thi trong vng ha tr Eg: n ng l ng vng c m6

I.1 Ch t bn d n V m t dng J= nn m t dng trong bn d n tinh khi t c cho b i M t khc ta l i c : V v y ta c: d n i n Trong o E: c ng i n tr ng : linh ng c a h t t i c b n i v i tinh th tinh khi t ly t ng thi 0 t i =0 T ng c a n va p l

7

I.1 Ch t bn d n Ty lo i t p ch t pha vo m ta t o thnh hai lo i bn d n, ho c l e- t do chi m u th ho c l tr ng chi m u th

T , ta phn chia ch t bn d n ra thnh hai lo i theo thnh ph n h t t i c b n l e- hay l tr ng t ng ng v i bn d n lo i n hay p

I.2 Ch t bn d n lo i n v lo i p

Ch t bn d n N

Ch t bn d n P9

I.2 Ch t bn d n lo i n va p i v i ch t bn d n lo i n, th th a l i m t e- lin k t y u v i nguyn t hnh thnh m c t p ch t nh vng c m Cn bn d n p, th thi u e- nn l i m t l tr ng

Thnh ph n t i i n c a lo i n l e- t do trong vng d n t p ch t donor Do Silic ph i nh ng eion mang i n tch m m c acceptor 10

II. S d ng ch t bn d n lm detector

II.1 L p ti p xc p-n

11

II. S d ng ch t bn d n lm detector

II.1 L p ti p xc p-na bn d n lo i n v lo i p ti p xc nhau,c s chnh l ch v l tr ng v electron t i l p ti p xc =>e s khu ch tn t l p n sang p v l tr ng khu ch tn t p sang n Sau m t th i gian t i l p ti p xc hnh thnh m t i n tr ng ti p xc n m t lc no o, tr ng thi cn b ng c thi t l p, m t vng r t m ng khng c cc h t t i vng ngho Th ti p xc t i vng ny kho ng 0.6 0.7 V 12

II.2 Phn c c l p ti p xc p-n

Khi p vo m t hi u th ng c t o ra m t i n tr ng h ng t n sang p D i tc d ng c a i n tr ng ngoi, cc h t t i c ko ra xa vng ti p xc, vng ngho c m r ng 13 Hi u th ng c cng cao vng ngho cng r ng

II.3 vng ngho v r ng vng ngho

Vng ngho c vai tr r t quan tr ng i v i detector bn d n y l vng ho t ng chnh c a detector Vng m l p ti p xc p-n c m r ng ra thi r t nh y i v i b c xa l h t mang i n vng nh y r ng vng ngho phu thu c vo hi u th phn c c14

II.3 Vng ngho v r ng vng ngho Va r ng vng ngho c tnh theo cng th c Possion

15

II.3 Vng ngho v r ng vng ngho Ngoi ra, i n tr su t c a ch t bn d n cn c cho b i: Nh ta a c:

Do o ta c th vi t l i cng th c (6):

M t khc m t i n d ng va m ph i b ng nhau

16

II.3 Vng ngho va r ng vng ngho B ng cch th cc gia tr i v i Silic

i v i Germani

17

III. Cc qu trnh x y ra khi h t tch i n i vo detector Khi m t b c x ion ha i vo detector bn d n, chng s t ng tc ln cc electron v b t electron ra kh i lin k t c ng ha tr . Cc electron ny chuy n ln vng d n v tr thnh cc electron t do, ng th i l i l tr ng mang i n tch d ng trong vng ha tr . Cc c p electron l tr ng c t o ra trong vng ngho d c theo qu o c a b c x t i. Chng s c ko v hai i n c c b i i n tr ng do hi u i n th ng c p vo detector. Khi m t ngoi xu t hi n m t tn hi u i n. Xung i n th ny c ghi nh n l i ra b i h i n t o v kh o st xung tn hi u ra bi t c thng tin v b c x18

III. Cc qu trnh x y ra khi h t tch i n i vo detectorIII.1 S t o c p e- va l tr ng trong detector bn d n

Ta g i w l n ng l ng c a b c xa ion ha m t i trong ch t bn d n t o c p e- va l tr ng N ng l ng ny l n h n n ng l ng c n thi t t o ra c p electron- l tr ng S c p electron- l tr ng c t o ra do b c x ion ha c n ng l ng E l: n=E/w Gia tr wSi(80K)=3.72 eV l h ng s khng phu thu c vo n ng l ng c a b c xa t i19

III.2 Hi u ng b t S gi m b t i n tch trong bn d n x y ra khi h t t i b l i t i m c t p ch t ho c t i tm sai h ng c a ng tinh th a ra th i gian s ng trung bnh:

Th i gian trung bnh c a h t b giam trong b y: Hi u su t thu tch i n:20

III.3 Hi u ng Plasma Do kh n ng ion ha c a cc h t n ng cao nn m t cc c p e- va l tr ng c t o ra cao m my cc i n tch t do dy c lm ch m qu trnh chuy n d ch i n tch v cc c c Hi u ng ny lm ko di th i gian t lc t o ra h t t i n lc b t u t ng xung t ng kha n ng ti h p c a h t t i21

IV. Cc1. C

c tnh ho t ng c a detector bn d nng i n tr ng va hi u th lm vi c

2. Th i gian t ng xung 3. phn gi i n ng l 4. Chu n n ng l ng ng

5. L p ch t c a detector6. S suy gi m ph m ch t c a detector o b c xa22

V. M t s lo i detector bn d nV.1 Detector m i n i khu ch tn

M t ph ng php ph bi n t o nn detector bn d n l t m t thanh bn d n lo i p trong h i t p ch t lo i n chuy n ch t bn d n lo i n thnh p m i n i b m t V n ng t p ch t lo i n l n h n so v i lo i p vng ngho chu y u n m t i vng p b m t n m ngoi hnh thnh nn l p ch t b t l i cho h t t i do m t i m t ph n n ng l ng tr c khi n vng ngho u i m c a lo i khu ch tn B n t xu t hi n cc hi u ng x u do s tch t ch t b n

V.2 Detector hng ro m t T thanh bn d n lo i n, ta t o nn m t l p v t li u c tnh ch t gi ng bn d n lo i p Cc v t li u ny c n ng b y e- cao l p ti p xc lo i ny gi ng v i s hnh thnh l p ti p xc p-n Nh c i m: i n dung l n, nh y v i nh sng, d b h h i b i h i m hay ti p xc c h c v i b m t

24

V.3 Detector vng ngho hon ton Khi t ng i n th phn c c ng c, vng ngho c a detector s c m r ng v m r ng ton kh i bn d n khi i n th l n Hnh thnh detector vng ngho hon ton

25

V.3 Detector vng ngho hon ton u i m c a detector vng ngho hon ton: L p ch t m ng C th ghi b c xa t hai m t c a detector Gi m nhi u va dng ro nho do khng cn vng bn d n n n n m ngoi vng ngho phn gi i th i gian cao do i n tr ng c gia tr l n trong kh p vng ngho n nh cao do r ng vng ngho khng phu thu c vo i n th phn c c26

V.4 Detector Germani oo b c x gamma dng detector c r ng vng ngho v th tch vng ho t l n Detector do gamma ph bi n l HPGe( c 2 c u hnh)

C u hnh detector HPGe ph ng

27

V.4 Detector Germani o

C u hnh detector HPGe

ng tr c28

VI. M t s h o dng detector bn d n

29

VI. M t s h o dng detector bn d n

30

VI. M t s h o dng detector bn d n

31

VI. M t s h o dng detector bn d n

32

VI. M t s h o dng detector bn d nThe image part with relationship ID rId2 was not found in the file.

33