Движение носителей заряда или электрический ток в физике и электрохимии конденсированных сред известен как дрейфовый ток. Это может произойти из-за приложенного электрического поля на заданном расстоянии. Это часто называют электродвижущей силой. В полупроводниковом материале при приложении электрического поля может генерироваться ток из-за потока носителей заряда внутри полупроводник . Средняя скорость носителя заряда в дрейфовом токе известна как дрейфовый ток. Результирующий ток и скорость дрейфа можно описать через электронную или электрическую подвижность. В этой статье обсуждается обзор дрейфового тока.
Что такое дрейфовый ток?
Вывод: Поток носителей заряда в ответ на электрическое поле известен как дрейфовый ток. Эта концепция часто используется в контексте электронов и дырок в полупроводниках. Хотя эта концепция также используется в металлах, электролитах и т. Д.
Дрейфовый ток
Как только электрическое поле приложено к полупроводнику, носители заряда начнут течь для генерации тока. Дырки в полупроводнике будут течь через электрическое поле, тогда как электроны будут течь против электрического поля. Здесь каждый поток носителей заряда можно описать как постоянную скорость дрейфа (Vd). Сумма этого тока в основном зависит от концентрации носителей заряда и их подвижности в материале.
Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать о Что такое диффузионный ток в полупроводниках и его производных
Дрейфовый ток в полупроводнике
Мы знаем, что в полупроводнике присутствуют два типа носителей заряда, а именно электроны и дырки. После того, как электрическое поле приложено к полупроводнику, поток электронов будет направлен к выводу + Ve батареи, тогда как отверстия будут течь в направлении вывода -Ve батареи.
Дрейфовый ток в полупроводнике
В полупроводнике отрицательными носителями заряда являются электроны, а положительно заряженными носителями - дырки. Мы уже обсуждали, что направление потока электронов будет притягиваться к положительной клемме батареи, тогда как отверстия притягиваются к отрицательной клемме батареи.
В полупроводниковом материале направление потока электронов будет изменено из-за непрерывного столкновения атомов. Каждый раз поток электронов ударяется об атом и случайным образом отскакивает обратно. Напряжение, приложенное к полупроводнику, не предотвращает столкновение, а также случайное движение электронов, однако оно заставляет электроны дрейфовать в направлении положительного вывода.
Из-за электрического поля или приложенного напряжения электроны или дырки могут достичь средней скорости, известной как скорость дрейфа.
Расчет
Скорость дрейфа электронов может быть задана как
Vп= µпЯВЛЯЕТСЯ
Точно так же скорость дрейфа дырок может быть задана как
Vп= µпЯВЛЯЕТСЯ
Из приведенных выше уравнений
Vn и Vp - скорость дрейфа электронов и дырок.
µn и µp - подвижность электронов и дырок
«E» - приложенное электрическое поле
Вывод плотности дрейфового тока
Плотность этого тока из-за свободных электронов можно записать как
Jп= enµпЯВЛЯЕТСЯ
Плотность этого тока из-за дырок можно записать как
Jп= epµпЯВЛЯЕТСЯ
Из приведенных выше уравнений
Jn и Jp изменяют плотность тока из-за электронов и дырок
e = заряд электрона (1,602 × 10-19 кулонов).
п & п нет. электронов и дырок
Таким образом, вывод плотности этого тока можно представить как
J = Jn + Jp
Подставляем значения Jn и Jp в приведенное выше уравнение, тогда мы получаем
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
Связь между током и скоростью дрейфа
В проводнике длина и площадь обозначаются l и A. Таким образом, объем проводника может быть задан как AI
Если нет. свободных электронов на каждую единицу объема в проводнике равно «n», тогда всего нет. свободных электронов внутри проводника будет A / n.
Если заряд каждого электрона равен «е», то весь заряд электронов внутри проводника определяется как
Q = A / нет
Когда напряжение подается на два вывода проводника с помощью батареи, электрическое поле может возникать через проводник.
E = V / л
Из-за этого электрического поля поток электронов внутри проводника начнет течь со скоростью дрейфа к положительному выводу проводника. Таким образом, время, необходимое для пересечения проводника через электроны, можно представить как
T = l / eg
Когда текущий I = q / t
Подставляем значения Q & T в приведенное выше уравнение, тогда мы получаем
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
В приведенном выше уравнении A, n и e постоянны. Итак, «I» прямо пропорционально скорости дрейфа (I∞vd).
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать о Что такое дрейфовый и диффузионный ток и их отличия
FAQs
1). Что такое дрейфовый и диффузионный ток в полупроводнике?
Протекание токов в полупроводнике - это дрейфовые и диффузионные токи.
2). В чем основное различие между дрейфовым и диффузионным током?
Этот ток в основном зависит от приложенного электрического поля: если нет электрического поля, нет и дрейфового тока, тогда как диффузионный ток происходит, даже если в полупроводнике есть электрическое поле.
3). Какое определение для current?
Поток носителей заряда известен как ток. Это можно рассчитать по закону Ома (V = IR).
4). Какие бывают виды тока?
Это AC (переменный ток) и DC (постоянный ток)
5). Какова формула скорости дрейфа?
Его можно рассчитать по формуле I = nqAvd
6). Какие факторы влияют на скорость дрейфа?
Такие факторы, как высокая температура и высокая концентрация носителей.
7). Какие бывают полупроводники?
Это внутренние полупроводники и внешние полупроводники.
8). Зависит ли скорость дрейфа от площади поперечного сечения?
Нет, не зависит от площади сечения или длины провода.
9). Как будет возникать диффузионный ток в полупроводнике?
Диффузионный ток может быть вызван полупроводником из-за диффузии носителей заряда.
10). Что такое напряжение на коленях?
Если напряжение выше определенного порога, то ток будет течь через диод, поэтому это называется напряжением колена.
Таким образом, это все о обзор дрейфового тока в полупроводнике, расчет и его вывод. Таким образом, все это касается обзора дрейфового тока в полупроводнике, расчета и его вывода. Эта концепция в основном связана с легированным полупроводником, где он включает носители заряда, такие как электроны и дырки. Как только на полупроводник подается напряжение, мы можем наблюдать поток носителей заряда. В зависимости от полярности носителя заряда он притягивается к клеммам аккумулятора. Следовательно, электрическое поле может быть приложено из-за потока носителей заряда для генерации тока. Существенную скорость потока носителей заряда можно назвать дрейфовой. Вот вам вопрос, что такое диффузионный ток?
