El moviment de portadors de càrrega o corrent elèctric dins de la matèria condensada, la física i electroquímica es coneix com a corrent de deriva. Això es pot produir a causa del camp elèctric aplicat a una distància determinada. Això s'anomena freqüentment força electromotriu. En un material semiconductor, una vegada que s’aplica un camp elèctric, es pot generar corrent a causa del flux de portadors de càrrega el semiconductor . La velocitat mitjana del portador de càrrega dins del corrent de deriva es coneix com a corrent de deriva. La velocitat de corrent i de deriva resultant es pot descriure mitjançant la mobilitat electrònica o elèctrica. En aquest article es descriu una visió general del corrent de deriva.
Què és el corrent de deriva?
Derivació: El flux de portadors de càrrega en resposta al camp elèctric es coneix com a corrent de deriva. Aquest concepte s’utilitza freqüentment en el context d’electrons i forats del semiconductor. Tot i que aquest concepte també s’utilitza en metalls, electròlits, etc.
Corrent de deriva
Una vegada que s’aplica un camp elèctric a un semiconductor, els portadors de càrrega començaran a fluir per generar corrent. Els forats del semiconductor fluiran a través del camp elèctric, mentre que els electrons fluiran oposats al camp elèctric. Aquí, cada flux de portador de càrrega es pot descriure com una velocitat de deriva constant (Vd). La suma d’aquest corrent depèn principalment de l’atenció dels portadors de càrrega i de la seva mobilitat dins del material.
Consulteu aquest enllaç per obtenir més informació Què és el corrent de difusió en semiconductors i les seves derivacions
Corrent de deriva en semiconductors
Sabem que hi ha dos tipus de portadors de càrrega presents en els semiconductors: els electrons i els forats. Una vegada que el camp elèctric s'aplica a un semiconductor, el flux d'electrons serà en la direcció del terminal + Ve d'una bateria, mentre que els forats fluiran en la direcció del terminal -Ve d'una bateria.
Corrent de deriva en semiconductors
En un semiconductor, els portadors de càrrega negativa són electrons i els portadors de càrrega positiva són forats. Ja hem comentat que la direcció del flux d'electrons serà atret pel terminal positiu de la bateria, mentre que els forats són atrets pel terminal negatiu de la bateria.
En un material semiconductor, el flux de la direcció dels electrons es canviarà a causa de la col·lisió contínua a través dels àtoms. Cada vegada que el flux d'electrons impacta contra un àtom i es retorna de forma aleatòria. La tensió aplicada a un semiconductor no impedeix la col·lisió, així com el moviment aleatori d’electrons, però provoca que els electrons deriven en la direcció del terminal positiu.
A causa del camp elèctric o la tensió aplicada, la velocitat mitjana es pot aconseguir mitjançant electrons o els forats es coneixen com a velocitat de deriva.
Càlcul
La velocitat de deriva dels electrons es pot donar com a
Vn= µnÉS
De la mateixa manera, la velocitat de deriva dels forats es pot donar com a
Vpàg= µpàgÉS
A partir de les equacions anteriors
Vn i Vp són la velocitat de deriva dels electrons i els forats
µn & µp són la mobilitat d’electrons i forats
‘E’ s’aplica al camp elèctric
Derivació de la densitat de corrent de deriva
La densitat d’aquest corrent a causa d’electrons lliures es pot escriure com
Jn= enµnÉS
La densitat d’aquest corrent a causa dels forats es pot escriure com
Jpàg= epµpàgÉS
A partir de les equacions anteriors,
Jn i Jp estan derivant densitat de corrent a causa dels forats i electrons
e = càrrega electrònica (1.602 × 10-19 Coulombs).
n & p no són. d’electrons i forats
Per tant, la derivació de densitat d’aquest corrent es pot donar com a
J = Jn + Jp
Substituïu els valors de Jn i Jp a l'equació anterior i obtenim
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
La relació entre la velocitat actual i la deriva
En un conductor, la longitud i l'àrea es denoten amb l i A. Per tant, el volum del conductor es pot donar com a IA
Si el no. d’electrons lliures per a cada unitat de volum del conductor és ‘n’, aleshores el núm. d’electrons lliures dins del conductor serà A / n.
Si la càrrega de cada electró és ‘e’, la càrrega sencera dels electrons del conductor es dóna com a
Q = A / no
Quan s’aplica una alimentació de tensió a través dels dos terminals del conductor mitjançant una bateria, el camp elèctric es pot produir a través del conductor
E = V / l
A causa d’aquest camp elèctric, el flux d’electrons dins del conductor començarà a fluir a través d’una velocitat de deriva cap al terminal positiu del conductor. Així, es pot donar el temps que es triga a creuar el conductor a través dels electrons
T = l / per exemple
Quan estigui actual I = q / t
Substituïu els valors de Q&T a l'equació anterior i obtenim
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
A l'equació anterior, A, n i e són constants. Per tant, ‘I’ és directament proporcional a la velocitat de deriva (I∞vd)
Consulteu aquest enllaç per obtenir més informació sobre Què és el corrent de deriva i difusió i les seves diferències
Preguntes freqüents
1). Què és el corrent de deriva i difusió dins dels semiconductors?
El flux de corrents en un semiconductor és corrent de deriva i difusió.
2). Quina és la diferència principal entre corrent de deriva i difusió?
Aquest corrent depèn principalment del camp elèctric aplicat aplicat: si no hi ha camp elèctric, no hi ha corrent de deriva mentre que el corrent de difusió es produeix tot i que hi hagi un camp elèctric al semiconductor
3). Quina és la definició de corrent?
El flux de portadors de càrrega es coneix com a corrent. Això es pot calcular a partir de la llei d'Ohm (V = IR)
4). Quins són els tipus de corrent?
Són CA (corrent altern) i CC (corrent continu)
5). Quina és la fórmula de la velocitat de deriva?
Es pot calcular mitjançant la fórmula I = nqAvd
6) .Quins són els factors que afectaran la velocitat de deriva?
Factors com ara alta temperatura i alta concentració de portadors.
7). Quins són els tipus de semiconductors?
Són semiconductors intrínsecs i semiconductors extrínsecs
8). La velocitat de la deriva depèn de l’àrea de la secció transversal?
No, no depèn de la secció transversal ni de la longitud del cable
9). Com es produirà el corrent de difusió en un semiconductor?
El corrent de difusió pot ser causat per un semiconductor a causa de la difusió del portador de càrrega.
10). Què és la tensió del genoll?
Si la tensió és superior a un llindar determinat, llavors el corrent fluirà per tot el díode, de manera que s’anomena tensió de genoll.
Per tant, tot això es tracta una visió general del corrent de deriva en semiconductors, càlcul i la seva derivació. Per tant, es tracta d’una visió general del corrent de deriva en semiconductors, el càlcul i la seva derivació. Aquest concepte consisteix principalment en un semiconductor dopat on inclou portadors de càrrega com electrons i forats. Una vegada que el subministrament de tensió es dóna a semiconductors, podem observar el flux dels portadors de càrrega. Depenent de la polaritat del portador de càrrega, s’atrau als terminals de la bateria. Per tant, el camp elèctric es pot aplicar a causa del flux de portadors de càrrega per generar el corrent. La velocitat essencial per al flux de portadors de càrrega es pot anomenar velocitat de deriva. Aquí teniu una pregunta, què és el corrent de difusió?
