Bevægelse af ladebærere eller elektrisk strøm inden for det kondenserede stof er fysik og elektrokemi kendt som drivstrøm. Dette kan ske på grund af det anvendte elektriske felt over en given afstand. Dette kaldes ofte elektromotorisk kraft. Når et elektrisk felt er påført, kan der i et halvledermateriale genereres strøm på grund af ladningsbærernes strømning indeni halvlederen . Opladningsbærerens gennemsnitlige hastighed inden for drivstrømmen er kendt som drivstrøm. Den resulterende strøm- og drivhastighed kan beskrives gennem elektron eller elektrisk mobilitet. Denne artikel diskuterer en oversigt over drivstrømmen.
Hvad er driftstrøm?
Afledning: Strømmen af ladebærere som reaktion på elektrisk felt er kendt som drivstrøm. Dette koncept bruges ofte i elektroner og huller sammenhæng i halvlederen. Selvom dette koncept også bruges i metaller, elektrolytter osv.
Driftstrøm
Når et elektrisk felt er påført en halvleder, vil ladebærere begynde at strømme for at generere strøm. Hullerne i halvlederen vil strømme gennem det elektriske felt, mens elektronerne flyder modsat det elektriske felt. Her kan hver ladningsbærerstrøm beskrives som en konstant drivhastighed (Vd). Summen af denne strøm afhænger hovedsageligt af ladebærere og deres mobilitet inden for materialet.
Se dette link for at vide om Hvad er diffusionsstrøm i halvledere og dens afledninger
Driftstrøm i halvleder
Vi ved, at der er to typer ladebærere til stede i halvleder, nemlig elektroner og huller. Når det elektriske felt er påført en halvleder, vil strømmen af elektroner være i retning af + Ve-terminalen på et batteri, mens huller vil strømme i retning af –Ve-terminalen på et batteri.
Driftstrøm i halvleder
I en halvleder er de negative ladningsbærere elektroner og positivt ladede bærere er huller. Vi har allerede diskuteret, at retning af elektronstrømning vil blive tiltrukket af batteriets positive terminal, mens hullerne tiltrækkes af batteriets negative terminal.
I et halvledermateriale vil strømmen af elektronernes retning blive ændret på grund af den kontinuerlige kollision gennem atomerne. Hver gang elektronstrømmen rammer et atom og hopper tilbage på en tilfældig måde. Spændingen påført en halvleder forhindrer ikke kollisionen såvel som tilfældig elektronbevægelse, men det får elektronerne til at glide i retning af den positive terminal.
På grund af det elektriske felt eller den anvendte spænding kan den gennemsnitlige hastighed opnås ved hjælp af elektroner, eller huller er kendt som drivhastighed.
Beregning
Elektronernes drivhastighed kan angives som
Vn= µnER
På lignende måde kan hullets drivhastighed angives som
Vs= µsER
Fra ovenstående ligninger
Vn & Vp er drivhastighed af elektroner og huller
µn & µp er mobiliteten af elektroner og huller
'E' er anvendt elektrisk felt
Drift Current Density Derivation
Densiteten af denne strøm på grund af frie elektroner kan skrives som
Jn= en µnER
Densiteten af denne strøm på grund af huller kan skrives som
Js= epµsER
Fra ovenstående ligninger,
Jn & Jp driver strømtæthed på grund af elektroner og huller
e = elektronladning (1,602 × 10-19 Coulombs).
n & p er nr. af elektroner og huller
Så densitetsafledningen af denne strøm kan gives som
J = Jn + Jp
Udskift Jn & Jp-værdierne i ovenstående ligning, så får vi
= enµnE + epµpE
J = eE (n µn + p µp)
Forholdet mellem strøm og drivhastighed
I en leder er længden og arealet angivet med l & A. Således kan ledervolumen angives som AI
Hvis nej. af frie elektroner for hver enhedsvolumen i lederen er 'n', så er hele nr. af frie elektroner inden i lederen vil være A / n.
Hvis ladningen på hver elektron er 'e', gives hele ladningen på elektronerne i lederen som
Q = A / nej
Når der tilføres en spændingsforsyning på tværs af lederne ved hjælp af et batteri, kan det elektriske felt forekomme på tværs af lederen
E = V / l
På grund af dette elektriske felt vil strømmen af elektroner inden i lederen begynde at strømme gennem en drivhastighed mod lederens positive terminal. Således kan den tid, det tager at krydse lederen gennem elektronerne, gives som
T = l / f.eks
Når det er aktuelt I = q / t
Erstat Q & T-værdierne i ovenstående ligning, så får vi
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
I ovenstående ligning er A, n & e konstant. Så 'I' er direkte proportional med drivhastigheden (I∞vd)
Se dette link for at vide om Hvad er drift og diffusionsstrøm og deres forskelle
Ofte stillede spørgsmål
1). Hvad er drift & diffusionsstrøm inden for halvleder?
Strømmen af strømme i en halvleder er driv- og diffusionsstrømme.
2). Hvad er den største forskel mellem driv- og diffusionsstrøm?
Denne strøm afhænger hovedsageligt af det anvendte elektriske felt anvendt: hvis der ikke er noget elektrisk felt, er der ingen drivstrøm, mens diffusionsstrøm sker, selvom der er et elektrisk felt i halvlederen
3). Hvad er definitionen af strøm?
Strømmen af ladebærere er kendt som strøm. Dette kan beregnes ud fra Ohms lov (V = IR)
4). Hvad er typerne af strøm?
De er vekselstrøm (vekselstrøm) og jævnstrøm (jævnstrøm)
5). Hvad er drivhastighedsformlen?
Det kan beregnes ved hjælp af formlen I = nqAvd
6) .Hvad er de faktorer, der vil påvirke drivhastigheden?
Faktorer som høj temperatur og høj bærer koncentration.
7). Hvad er typerne af halvledere?
De er iboende halvledere og udvendige halvledere
8). Afhænger drivhastigheden af tværsnitsarealet?
Nej, det afhænger ikke af tværsnitsarealet eller ledningens længde
9). Hvordan vil diffusionsstrøm forekomme i en halvleder?
Diffusionsstrøm kan være forårsaget af en halvleder på grund af ladningsbærerens diffusion.
10). Hvad er knæspænding?
Hvis spændingen er højere end en bestemt tærskel, vil strømmen strømme gennem dioden, så dette kaldes knæspænding.
Således handler det hele om en oversigt over drivstrøm i halvleder, beregning og dens afledning. Dette handler altså om en oversigt over drivstrøm i halvleder, beregning og dens afledning. Dette koncept involverer hovedsageligt inden for en doteret halvleder, hvor det inkluderer ladningsbærere som elektroner og huller. Når spændingsforsyningen er givet til halvleder, kan vi observere strømmen af ladebærerne. Afhængigt af opladningsbærerens polaritet tiltrækkes den af batteripolerne. Derfor kan det elektriske felt påføres på grund af strømmen af ladningsbærere til at generere strømmen. Den væsentlige hastighed for strømmen af ladningsbærere kan kaldes drivhastighed. Her er et spørgsmål til dig, hvad er diffusionsstrøm?
