Диффузионный ток в основном генерируется в полупроводники где допирование непоследовательно. Таким образом, чтобы легирование было согласованным, поток носителей заряда в нем происходит из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Это называется диффузионным током. Как правило, внутри проводников этот процесс не происходит. Основная функция этого тока в полупроводнике связана с преобладающим током на переходе. При условии стабильности чистые токи равны нулю, поскольку прямой ток несмещен через ток обратного дрейфа, однако оба тока, такие как дрейф и диффузия, присутствуют в области истощения. В этой статье обсуждается обзор что вы имеете в виду под диффузионным током и его формула.
Что такое диффузионный ток?
Определение: Диффузионный ток можно определить как носители заряда внутри полупроводник как дырки или электроны текут из состояния с высокой концентрацией в состояние с низкой концентрацией. Область, где может присутствовать некоторое количество электронов, называется более высокой концентрацией, тогда как область, в которой может присутствовать небольшое количество электронов, называется низкой концентрацией. Поток тока может быть создан из-за потока носителей заряда из высоких областей в низкие области. Процесс диффузии в основном происходит внутри полупроводника, когда он легирован непоследовательно.
Диффузионный ток в полупроводнике N-типа
Схема полупроводника n-типа показана ниже. Когда мы рассматриваем непоследовательно легированный полупроводниковый материал N-типа, некоторое количество электронов присутствует в области высоких уровней, тогда как небольшое количество электронов присутствует в областях низких уровней. Число электронов на стороне высокого уровня в полупроводниковом материале может быть больше. Следовательно, сила отталкивания может ощущаться друг от друга. Поток электронов в полупроводниковом материале будет идти от высокой области к низкой для получения постоянной концентрации электронов.
диффузионный ток в полупроводнике
Таким образом, материал становится эквивалентным концентрации электронов. Электроны текут из левой области в правую, образуя ток. В этом материале процесс диффузии в основном происходит таким же образом. Оба тока любят дрейф & распространение будет происходить внутри полупроводниковых устройств. Этот ток может возникать при приложении электрического поля, а не в пределах Водитель . Направление этого тока аналогичное или обратное по сравнению с током дрейфа.
Формула диффузионного тока
Формула диффузионного тока для градиента концентрации и уравнения плотности обсуждается ниже.
Градиент концентрации
В любом полупроводниковом материале существуют электроны, иначе концентрация дырок. Несоответствие внутри этого электрона, иначе концентрация дырок может быть названа градиентом концентрации. Плотность сопоставима с градиентом концентрации.
Если значение градиента концентрации велико, впоследствии плотность тока будет высокой. Если значение градиента концентрации меньше, то плотность диффузии также мала.
Уравнения между градиентами плотности и концентрации можно записать как
Уравнение градиента концентрации и плотности тока полупроводника N-типа показано ниже.
Jn ∝ dn / dx
Уравнение градиента концентрации и плотности тока полупроводника P-типа показано ниже.
Jp ∝ dn / dx
Здесь, как для дырок, так и для электронов, он означает плотность
В приведенных выше уравнениях «Jn» - это плотность тока из-за электронов.
«Jp» - это диффузия плотности тока из-за дырок.
Уравнение плотности диффузионного тока
Плотность диффузии, обусловленная концентрацией носителей электронов, может быть записана как мдва/Против
Jn = + eDn dn / dx
Точно так же плотность диффузии, обусловленная концентрацией носителей дырок, может быть записана как
Jp = -eDp dp / dx
Вышеприведенное уравнение предназначено для плотностей диффузионных плотностей по отношению к электронам и дыркам, но общая плотность тока соответствующих дырок или электронов может быть задана как сумма диффузионного и дрейфового тока.
В приведенных выше уравнениях 'Dn' и 'Dp' - это коэффициент диффузии электронов, а также дырок.
Полная диффузионная плотность по электронам записывается как
Jn = ток дрейфа + ток диффузии
Jn = enμnE + eDn dn / dx
Полная диффузионная плотность дырок задается отдельными уравнениями плотности электронов и дырок. Таким образом, плотность полного тока можно записать как
Jp = ток дрейфа + ток диффузии
Jp = epμpE - eDp dp / dx
FAQs
1). Что такое диффузионный ток в полярографии?
Для электрода, подобного падающему ртути в полярографии, поток регулируется скоростью диффузии активных типов растворов по градиенту концентрации, создаваемому удалением молекул или ионов с поверхности электрода.
2). Какая длина диффузии?
Средняя длина носителя, который течет между генерацией и рекомбинацией, известна как длина диффузии.
3). Что сейчас?
Это скорость потока носителя электрического заряда.
4). Какая сейчас формула?
Формула I = V / R
Где,
«I» - электрический ток
‘V’ - электрическое напряжение
‘R’ - сопротивление провода
5). Что означает дрейф?
Дрейфовый ток - это поток носителей заряда, таких как электроны и дырки, из-за приложенного электрического поля или напряжения.
Таким образом, это все о обзор диффузионного тока и уравнения этих плотностей тока могут быть описаны как для электронов, так и для дырок. Вот вам вопрос, в чем разница между дрейфовым и диффузионным током?
