Il movimento dei portatori di carica o corrente elettrica all'interno della materia condensata la fisica e l'elettrochimica sono note come correnti di deriva. Ciò può essere dovuto al campo elettrico applicato su una data distanza. Questa è spesso chiamata forza elettromotrice. In un materiale semiconduttore, una volta applicato un campo elettrico, è possibile generare corrente a causa del flusso di portatori di carica all'interno il semiconduttore . La velocità media del portatore di carica all'interno della corrente di deriva è nota come corrente di deriva. La corrente risultante e la velocità di deriva possono essere descritte attraverso la mobilità elettronica o elettrica. Questo articolo discute una panoramica della corrente di deriva.
Cos'è la corrente di deriva?
Derivazione: Il flusso dei portatori di carica in risposta al campo elettrico è noto come corrente di deriva. Questo concetto è spesso utilizzato nel contesto di elettroni e lacune nel semiconduttore. Anche se questo concetto viene utilizzato anche in metalli, elettroliti, ecc.
Corrente di deriva
Una volta che un campo elettrico viene applicato a un semiconduttore, i portatori di carica inizieranno a fluire per generare corrente. I fori nel semiconduttore fluiranno attraverso il campo elettrico mentre gli elettroni fluiranno in direzione opposta al campo elettrico. Qui, ogni flusso del portatore di carica può essere descritto come una velocità di deriva costante (Vd). La somma di questa corrente dipende principalmente dall'attenzione dei portatori di carica e dalla loro mobilità all'interno del materiale.
Fare riferimento a questo collegamento per conoscere Che cos'è la corrente di diffusione nei semiconduttori e nelle sue derivazioni
Corrente di deriva nei semiconduttori
Sappiamo che ci sono due tipi di portatori di carica presenti nei semiconduttori, ovvero elettroni e lacune. Una volta applicato il campo elettrico a un semiconduttore, il flusso di elettroni sarà nella direzione del terminale + Ve di una batteria mentre i fori scorreranno nella direzione del terminale –Ve di una batteria.
Corrente di deriva nei semiconduttori
In un semiconduttore, i portatori di carica negativa sono elettroni e i portatori caricati positivamente sono buchi. Abbiamo già discusso che la direzione del flusso degli elettroni sarà attratta dal terminale positivo della batteria mentre i fori sono attratti dal terminale negativo della batteria.
In un materiale semiconduttore, la direzione del flusso degli elettroni verrà modificata a causa della collisione continua attraverso gli atomi. Ogni volta che il flusso di elettroni colpirà un atomo e rimbalzerà in modo casuale. La tensione applicata a un semiconduttore non impedisce la collisione e il movimento casuale degli elettroni, tuttavia, provoca la deriva degli elettroni nella direzione del terminale positivo.
A causa del campo elettrico o della tensione applicata, la velocità media può essere raggiunta dagli elettroni o le lacune sono note come velocità di deriva.
Calcolo
La velocità di deriva degli elettroni può essere data come
Vn= µnE
Allo stesso modo, la velocità di deriva dei fori può essere data come
Vp= µpE
Dalle equazioni precedenti
Vn e Vp sono velocità di deriva di elettroni e lacune
µn e µp sono la mobilità di elettroni e lacune
'E' è il campo elettrico applicato
Derivazione della densità della corrente di deriva
La densità di questa corrente a causa degli elettroni liberi può essere scritta come
Jn= enµnE
La densità di questa corrente a causa dei buchi può essere scritta come
Jp= epµpE
Dalle equazioni precedenti,
Jn e Jp stanno andando alla deriva della densità di corrente a causa di elettroni e lacune
e = carica elettronica (1,602 × 10-19 Coulomb).
n & p sono no. di elettroni e lacune
Quindi la derivazione della densità di questa corrente può essere data come
J = Jn + Jp
Sostituisci i valori Jn e Jp nell'equazione precedente, quindi otteniamo
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
La relazione tra corrente e velocità di deriva
In un conduttore, la lunghezza e l'area sono indicate con l & A. Pertanto, il volume del conduttore può essere dato come AI
Se il no. di elettroni liberi per ogni unità di volume nel conduttore è 'n', quindi l'intero n. di elettroni liberi all'interno del conduttore sarà A / n.
Se la carica su ogni elettrone è 'e', l'intera carica sugli elettroni all'interno del conduttore è data come
Q = A / n
Quando viene applicata una tensione di alimentazione attraverso i due terminali del conduttore utilizzando una batteria, il campo elettrico può verificarsi attraverso il conduttore
E = V / l
A causa di questo campo elettrico, il flusso di elettroni all'interno del conduttore inizierà a fluire attraverso una velocità di deriva verso il terminale positivo del conduttore. Quindi il tempo impiegato per attraversare il conduttore attraverso gli elettroni può essere dato come
T = l / ad es
Quando attuale Io = q / t
Sostituisci i valori Q & T nell'equazione precedente, quindi otteniamo
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
Nell'equazione precedente, A, n ed e sono costanti. Quindi 'I' è direttamente proporzionale alla velocità di deriva (I∞vd)
Fare riferimento a questo collegamento per conoscere il Cos'è la corrente di deriva e diffusione e le loro differenze
Domande frequenti
1). Che cos'è la corrente di deriva e diffusione all'interno del semiconduttore?
Il flusso di correnti in un semiconduttore è corrente di deriva e diffusione.
2). Qual è la principale differenza tra corrente di deriva e corrente di diffusione?
Questa corrente dipende principalmente dal campo elettrico applicato applicato: se non c'è campo elettrico, non c'è corrente di deriva mentre la corrente di diffusione avviene anche se c'è un campo elettrico nel semiconduttore
3). Qual è la definizione di current?
Il flusso dei portatori di carica è noto come corrente. Questo può essere calcolato dalla legge di Ohm (V = IR)
4). Quali sono i tipi di corrente?
Sono AC (corrente alternata) e DC (corrente continua)
5). Qual è la formula della velocità di deriva?
Può essere calcolato utilizzando la formula I = nqAvd
6) .Quali sono i fattori che influenzeranno la velocità di deriva?
Fattori come alta temperatura e alta concentrazione di portatori.
7). Quali sono i tipi di semiconduttori?
Sono semiconduttori intrinseci e semiconduttori estrinseci
8). La velocità di deriva dipende dall'area della sezione trasversale?
No, non dipende dall'area della sezione trasversale o dalla lunghezza del filo
9). Come avverrà la corrente di diffusione in un semiconduttore?
La corrente di diffusione può essere causata da un semiconduttore a causa della diffusione del portatore di carica.
10). Cos'è la tensione del ginocchio?
Se la tensione è superiore a una certa soglia, la corrente scorrerà attraverso il diodo, quindi questa è chiamata tensione del ginocchio.
Quindi, questo è tutto una panoramica della corrente di deriva in semiconduttore, calcolo e sua derivazione. Pertanto, si tratta di una panoramica della corrente di deriva nei semiconduttori, del calcolo e della sua derivazione. Questo concetto coinvolge principalmente all'interno di un semiconduttore drogato in cui include portatori di carica come elettroni e lacune. Una volta fornita la tensione di alimentazione al semiconduttore, possiamo osservare il flusso dei portatori di carica. A seconda della polarità del caricatore, viene attratto dai terminali della batteria. Pertanto, il campo elettrico può essere applicato a causa del flusso di portatori di carica per generare la corrente. La velocità essenziale per il flusso dei portatori di carica può essere chiamata velocità di deriva. Ecco una domanda per te, cos'è la diffusione attuale?
