1

HƯỚNG DẪN ÔN TẬP
Môn học : VẬT LIỆU ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Chương I :
VẬT LIỆU DẪN ĐIỆNI. Nội dung kiến thức tối thiểu sinh viên phải nắm vững:

Nhớù và hiểu cấu trúc nguyên tử và mạng tinh thể vật rắn cụ thể là mạng tinh
thể kim loại quyết đònh đến các tính chất cơ, điện vật lý, hóa học của vật liệu.
Hiểu bản chất dẫn điện của vật liệu, tính chất và quá trình di chuyển của các
hạt dẫn dưới tác động của điện trường ngoài.
Hiểu và biết vận dụng các tính chất cơ, điện của một số kim lọaivà hợp kim
có điện dẫn suất lớn.
Hiểu và nhớ các tính chất, đặc điểm, yêu cầu của vật liệu dùng làm điện trở
và dùng làm tiếp điểm tiếp xúc, vật liệu ngẫu nhiệt điện dùng trong cảm biến nhiệt.
Hiểu tính chất vật liệu siêu dẫn, điều kiện siêu dẫn và ứng dụng của vật liệu
siêu dẫn hiện nay.

Các công thức cần nhớ và vận dụng đúng:

Công thức tính mật độ nguyên tử và mật độ điện tử e
-


3
1

en
F
e





;
)/1( men
ee



Công thức quan hệ điện dẫn suất và nhiệt dẫn suất:
aTT
e
k








2
3



K
L
b


.8
.
2
2II. Mục tiêu kiểm tra đanh giá và dạng câu hỏi kiểm tra:

Mức độ hiểu kiến thức và biết vận dụng để giải quyết các bài toán tình thế có
tính chất tổng hợp, phân tích.

III.
Câu hỏi chương I:

PHẦN 1: ( VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN)

Câu 1:
Bạc có cấu trúc lập phương tâm mặt, hằng số mạng a = 0,409 nm
Hãy tính:
 Bán kính nguyên tử của Bạc
 Mật độ xêùp chặt mặt (0 0 1) , (0 1 1) và (1 1 1)
 Mật độ nguyên tử (1/m

0
C)

 Nhiệt lượng riêng
(Kcal/Kg.grd)
và trọng lượng riêng
(Kg/dm
3
)Câu 3:
Đồng có cấu trúc lập phương diện tâm, có bán kính nguyên tử là 0.128nm
Hãy tính:
 Hằng số mạng a của đồng
 Mật độ khối nguyên tử (1/m
3
).và mật độ electron tự do(1/m
3
).
 Điện dẫn suất và điện trở suất ở 300
0
K. Biết  = 420 A
0Câu 4:
Dây cáp nhôm lõi thép dẫn dòng đònh múc 300A với mật độ 2A/mm
2
, dài

Chương II :
VẬT LIỆU BÁN DẪNI. Nội dung kiến thức tối thiểu sinh viên phải nắm vững:

Hiểu cấu trúc vùng năng lượng trong vật liệu bán dẫn, cấu trúc mạng tinh thể
bán dẫn quyết đònh đến bản chất dẫn điện của bán dẫn.
Hiểu nguyên lý dẫn điện trong vật liệu bán dẫn thuần, bán dẫn tap chất loại N
và loại P .Vận dụng tính toán điện dẫn suất và mật độ tap chất pha thêm vào.
Hiểu về tiếp xúc P/N . Đặc tính dẫn điện (Volt – Ampe) khi tiếp xúc P/N phân
cực thuận hay phân cực ngược. Vận dụng và tính toán với mối tiếp xúc P/N
Hiểu biết về hiện tượng phát quang, hấp thụ quang, vùng Zener, điện dung
tiếp xúc và vận dụng trong những tính toán cơ bản.
Hiểu và vận dụng tính toán theo phương pháp đo hiệu ứng Hall

Các công thức cần nhớ và vận dụng đúng:

Công thức tính điện dẫn suất:


PNii
en

 .
;
NdN

PNi
2
exp.
2
2
4
3
**
2
3
2


Công thức về tiếp xúc P/N:
2
0
.
ln
,
i
n
NdNa
e
Tk
U 
;
d
a
P
N





 
2
0000
.
2 2
Nae
NdU
NaNdNae
NdU
d
P



4

 
2
0
2
0
2
.



J
da
da
J
U
NN
NNe
d
C


Công thức về hiệu ứng Hall:


.
H
R

(m
2
/Vs) ;
zx
y
H
BJ
E
R
.

.
1

; Loại P:
eN
R
a
H
.
1

;
Công thức về phát xạ và hấp thụ quang:
 
 
m
eVWgWg
chch
Wg .
24,1


I. Mục tiêu kiểm tra đánh giá và dạng câu hỏi kiểm tra:

Mức độ hiểu kiến thức và biết vận dụng để giải quyết các dạng câu hỏi là các
bài toán tình thế có tính chất tổng hợp, phân tích.


K .
 Điện trở R ở 500
0
K .
 Nếu pha Bo (B) vào thì bán dẫn thuộc loại gì ? Pha với nồng độ
bao nhiêu thì điện trở giảm đi 1000 lần.

5

Cho biết: n
i
= 5,12 .10
15
/m
3
ở 300
0
K ; 
N
=0,13m
2
/Vs ; 
P
= 0,05m
2
/Vs;
Wg không đổi Wg =1,13eV

Câu 3:
Thanh Silic tinh khiết có chiều dài 6mm, tiết diện (32)mm

Câu 4:
Thanh bán dẫn Silic được tạo thành tiếp giáp P-N . Có Na = 10
26
/m
3
và
Nd =10
21
/m
3
;  = 12,5 ; 
0
= 8,86. 10
-12
F/m . Hãy tính:
 Điện áp tiếp xúc U
0
; d
N
và d
P
;
 Điện áp phân cực nghòch Uj và điện dung Cj để cho bề dày vùng
trống tiếp xúc là 5m
Cho biết: n
i
= 1,4 .10
16
/m
3

23
(1/m
3
). Người ta đặt điện áp 0,01V lên 2 đầu chiều dài thanh và đặt
thanh bán dẫn trong từ trường 0,2T theo phương thẳng góc với dòng điện.
Hãy tính cường độ dòng điện chảy trong thanh bán dẫn, Hằng số Hall R
H
?
và điện áp Hall có thể đo được?
Biết Ge có:

N
=0,38m
2
/Vs , 
P
= 0,18m
2
/Vs

Câu 7:

6

Một tiếp xúc P/N bằng Ge có điện dẫn suất phía N: 
N
= 10
4
(1/m) và phía
P:

Một tiếp giáp P/N bằng Si có mật độ tạp chất Na = 10
24
(1/m
3
) và Nd = 10
21

(1/m
3
). Hằng số điện môi tương đối bằng 12.
Hãy tính điện áp tiếp xúc U
0
. Điện dung riêng của tiếp giáp.
Để bề dày vùng trống bằng 5m Hãy cho biết phải phân cực như thế nào ?
với điện áp bao nhiêu?
Cho biết với cường đô điện trường 30MV/m thì tiếp giáp bò đánh thủng. Hãy
cho biết giới hạn bề dày vùng trống khi phân cực ngược và điện áp ngược đánh
thủng.
Cho biết: n
i
= 1,4 .10
16
/m
3
ở 300
0
K , 
N
=0,13m
2

K , 
N
=0,13m
2
/Vs , 
P
= 0,05m
2
/Vs ;
kT/e = 0,026V Chương III
:
VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆNI. Nội dung kiến thức tối thiểu sinh viên phải nắm vững:

Hiểu đặc điểm, bản chất của sự phân cực điện môi; biết phân biệt bản chất sự
phân cực và sự dẫn điện.
Sử dụng được các phương pháp và công thức tính hệ số điện môi hợp chất.
Hiểu được sự phân bố điện trường trong điện môi không đồng nhất với các dạng điện
môi hình khối và điện môi hình trụ nhiều lớp.
Hiểu được nguyên nhân và cách tính toán tổn hao trong các loại điện môi.

7

Hiểu được hiện tượng, nguyên nhân và bản chất sự phá huỷ các loại điện môi.
Các tính chất phá huỷ điện môi khí, điện môi lỏng và điện môi rắn. Phân biệt sự

i
i
S
S
y
1

Điện môi ghép nối tiếp :



n
i
i
i
Y
1
#
1

với :



n
i
i
i
i
h

1



Với điện môi song song trụ nhiều lớp :
Điện trường tại khoảng cách X so với tâm trụ:




n
i
i
i
i
I
X
R
R
X
U
E
1
1
ln
1
.



Công thức chuyển đổi sơ đồ thay thế tương đương :



2
1. tgCC
PS

;

2
1 tg
R
R
P
S



Phá hủy nhiệt điện :
Công suất phát nhiệt:


h
eStgfU
P
tot
a

CT

.


Trong đó: K= 1,15.10
5II.
Mục tiêu kiểm tra đánh giá và dạng câu hỏi kiểm tra:

Mức độ hiểu kiến thức và biết vận dụng để giải quyết các dạng câu hỏi là các
bài toán tình thế có tính chất tổng hợp, phân tích.

III.
Câu hỏi chương III:

PHẦN 3: ( VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN)

Câu 1:
Phân cực điện môi là gì. Hãy nêu các đặc điểm bản chất khác nhau giữa
sự phân cực và sự dẫn điện trong điện môi.
Tính tổn hao trung bình trong 1 đơn vò thể tích (W/cm
3
) của dầu biến thế
khi đặt trong điện trường E = 40 KV/cm ; f= 50 Hz ;

= 2,2 ; hệ số tổn hao tg =
0,017.

không khí 0,1 mm . Tính điện áp làm việc của tụ mà không gây ra bất kỳ sự phóng
điện nào. Biết với không khí E
b
= 21 KV/cm, với sứ E
b
= 600 KV/cm. Câu 5:
Một tụ điện phẳng cách điện bằng giấy, diện tích điện cực
A = (100100)mm
2
; cách điện có các thông số sau đây: bề dày a = 2mm ; ε = 8 ;
p
v
= 10
10
Ωm ; tgδ = 0,01.
Hãy tính tổn hao điện môi khi điện áp đặt lên tụ là:
 Điện áp một chiều U = 1kV;
 Điện áp xoay chiều U = 1kV, tần số f = 50kz.
 Hãy tính ø tổn hao điện môi trung bình trên 1m
3
điện môi
(Bỏ qua dòng điện bề mặt, cách điện dôi ra ngoài bề mặt điện cực để ngăn cản sự
rò điện trên bề mặt)

Câu 6:
Hãy tính bề dày của cách điện một lớp của dây cáp với bán kính của lõi
r
Chương IV
:
VẬT LIỆU TỪI. Nội dung kiến thức tối thiểu sinh viên phải nắm vững: 10

Hiểu được nguồn gốc từ tính trong vật liệu. Phân biệt các khái niệm về
Moment từ, Doment từ, Độ từ hoá của vật liệu. Sự phân cực từ tự phát và quá trình
từ hoá dưới tác động của từ trường ngoài.
Hiểu được đường cong từ hoá và các chu trình từ trễ, phân biệt vật liệu từ
cứng, vật liệu từ mềm.
Biết tính tổn hao do từ trễ và tổn hao dòng xoáy, sử dụng sơ đồ thay thế
mạch từ.
Hiểu các loại vật liệu từ, biết cách sử dụng và phạm vi sử dụng của các
loại vật liệu từ.

Các công thức cần nhớ và vận dụng đúng:Tổn hao từ trễ:
VBfP
n
MAXH











2
00
.
.
0
0

Đối với từ trễ :
M
B
B
f
f
pP
f
B
HH





Người ta phân loại vật liệu từ dựa vào yếu tố nào ? Công dụng?

11

Hãy tính tổn hao của bộ lõi thép máy biến áp nặng 22Kg sử dụng với nguồn
220V có Iđm =50A ; tần số 50Hz với B=12000Gs .
Khi biết suất tổn hao p
1
60
=2,5W/Kg