De beweging van ladingsdragers of elektrische stroom binnen de gecondenseerde materie staat fysica en elektrochemie bekend als driftstroom. Dit kan gebeuren door het aangelegde elektrische veld over een bepaalde afstand. Dit wordt vaak de elektromotorische kracht genoemd. In een halfgeleidermateriaal kan, zodra een elektrisch veld is aangelegd, stroom worden opgewekt doordat de ladingsdragers erin stromen de halfgeleider De gemiddelde snelheid van de ladingsdrager binnen de driftstroom staat bekend als driftstroom. De resulterende stroom- en driftsnelheid kan worden beschreven door middel van elektronen- of elektrische mobiliteit. Dit artikel bespreekt een overzicht van de driftstroom.
Wat is driftstroom?
Afleiding: De stroom van ladingsdragers in reactie op de elektrisch veld staat bekend als driftstroom. Dit concept wordt vaak gebruikt in de context van elektronen en gaten in de halfgeleider. Hoewel dit concept ook wordt gebruikt in metalen, elektrolyten, enz.
Driftstroom
Zodra een elektrisch veld is toegepast op een halfgeleider, zullen ladingsdragers gaan stromen om stroom op te wekken. De gaten in de halfgeleider zullen door het elektrische veld stromen, terwijl de elektronen tegengesteld aan het elektrische veld zullen stromen. Hier kan elke ladingdragerstroom worden beschreven als een constante driftsnelheid (Vd). De som van deze stroom hangt voornamelijk af van de aandacht van ladingsdragers en hun mobiliteit binnen het materiaal.
Raadpleeg deze link voor meer informatie Wat is diffusiestroom in halfgeleiders en zijn afleidingen
Driftstroom in halfgeleider
We weten dat er twee soorten ladingsdragers aanwezig zijn in halfgeleiders, namelijk elektronen en gaten. Als het elektrische veld eenmaal op een halfgeleider is aangelegd, zal de stroom van elektronen in de richting van de + Ve-aansluiting van een batterij zijn, terwijl de gaten in de richting van de –Ve-aansluiting van een batterij zullen stromen.
Driftstroom in halfgeleider
In een halfgeleider zijn de negatieve ladingsdragers elektronen en positief geladen dragers gaten. We hebben al besproken dat de richting van de elektronenstroom wordt aangetrokken door de positieve pool van de batterij, terwijl de gaten worden aangetrokken door de negatieve pool van de batterij.
In een halfgeleidermateriaal zal de richting van de elektronenstroom veranderen vanwege de voortdurende botsing door de atomen. Elke keer dat de elektronenstroom een atoom raakt en op een willekeurige manier terugkaatst. De spanning die op een halfgeleider wordt toegepast, voorkomt niet zowel de botsing als de willekeurige beweging van elektronen, maar zorgt ervoor dat de elektronen in de richting van de positieve pool afdrijven.
Vanwege het elektrische veld of de aangelegde spanning, kan de gemiddelde snelheid worden bereikt door elektronen of gaten staan bekend als driftsnelheid.
Berekening
De driftsnelheid van de elektronen kan worden gegeven als
Vn= µnIS
Evenzo kan de driftsnelheid van de gaten worden gegeven als
Vp= µpIS
Uit de bovenstaande vergelijkingen
Vn & Vp zijn driftsnelheid van elektronen en gaten
µn & µp zijn de mobiliteit van elektronen en gaten
‘E’ is een aangelegd elektrisch veld
Afleiding van driftstroomdichtheid
De dichtheid van deze stroom vanwege vrije elektronen kan worden geschreven als
Jn= enµnIS
De dichtheid van deze stroom vanwege gaten kan worden geschreven als
Jp= epµpIS
Uit de bovenstaande vergelijkingen,
Jn & Jp zijn drijvende stroomdichtheid vanwege elektronen en gaten
e = elektronenlading (1,602 × 10-19 coulombs).
n & p zijn nee. van elektronen en gaten
Dus de afleiding van de dichtheid van deze stroom kan worden gegeven als
J = Jn + Jp
Vervang de Jn & Jp-waarden in de bovenstaande vergelijking, dan krijgen we
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
De relatie tussen huidige en driftsnelheid
In een geleider worden de lengte en het oppervlak aangegeven met l & A. Het volume van de geleider kan dus worden gegeven als AI
Als het nee. van vrije elektronen voor elk eenheidsvolume in de geleider is ‘n’, dan is het hele aantal. van vrije elektronen in de geleider zal A / n zijn.
Als de lading op elk elektron ‘e’ is, wordt de volledige lading op de elektronen in de geleider gegeven als
Q = A / nee
Wanneer een voedingsspanning wordt aangelegd over de twee klemmen van de geleider met behulp van een batterij, kan het elektrische veld over de geleider ontstaan
E = V / l
Vanwege dit elektrische veld zal de elektronenstroom in de geleider door een driftsnelheid naar de positieve pool van de geleider gaan stromen. Dus de tijd die nodig is om de geleider door de elektronen te kruisen, kan worden gegeven als
T = l / bijv
Wanneer current Ik = q / t
Vervang de Q & T-waarden in de bovenstaande vergelijking, dan krijgen we
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
In de bovenstaande vergelijking zijn A, n en e constant. Dus ‘I’ is recht evenredig met de driftsnelheid (I∞vd)
Raadpleeg deze link voor meer informatie over de Wat is drift- en diffusiestroom en hun verschillen
Veelgestelde vragen
1). Wat is drift- en diffusiestroom binnen halfgeleider?
De stroming van stromen in een halfgeleider is drift- en diffusiestromen.
2). Wat is het belangrijkste verschil tussen drift- en diffusiestroom?
Deze stroom hangt voornamelijk af van het aangelegde elektrische veld: als er geen elektrisch veld is, is er geen driftstroom, terwijl er diffusiestroom plaatsvindt, ook al is er een elektrisch veld in de halfgeleider
3). Wat is de definitie van stroom?
De stroom van ladingsdragers staat bekend als stroom. Dit kan worden berekend op basis van de wet van Ohm (V = IR)
4). Wat zijn de soorten stroom?
Ze zijn AC (wisselstroom) en DC (gelijkstroom)
5). Wat is de formule voor driftsnelheid?
Het kan worden berekend met de formule I = nqAvd
6) Wat zijn de factoren die de driftsnelheid beïnvloeden?
Factoren zoals hoge temperatuur en hoge dragerconcentratie.
7). Wat zijn de soorten halfgeleiders?
Het zijn intrinsieke halfgeleiders en extrinsieke halfgeleiders
8). Is de driftsnelheid afhankelijk van het dwarsdoorsnedegebied?
Nee, het is niet afhankelijk van de dwarsdoorsnede of de lengte van de draad
9). Hoe zal diffusiestroom optreden in een halfgeleider?
Diffusiestroom kan worden veroorzaakt door een halfgeleider vanwege de diffusie van de ladingsdrager.
10). Wat is kniespanning?
Als de spanning hoger is dan een bepaalde drempel, dan zal de stroom door de diode stromen, dus dit wordt kniespanning genoemd.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van driftstroom in halfgeleider, berekening en de afleiding ervan. Dit gaat dus allemaal over een overzicht van driftstroom in halfgeleider, berekening en de afleiding ervan. Dit concept heeft voornamelijk betrekking op een gedoteerde halfgeleider waar het ladingsdragers zoals elektronen en gaten omvat. Zodra de spanningstoevoer naar de halfgeleider is gegeven, kunnen we de stroom van de ladingsdragers observeren. Afhankelijk van de polariteit van de laaddrager, wordt deze aangetrokken door de accupolen. Daarom kan het elektrische veld worden aangelegd vanwege de stroom van ladingsdragers om de stroom op te wekken. De essentiële snelheid voor de stroom van ladingsdragers kan driftsnelheid worden genoemd. Hier is een vraag voor u, wat is diffusiestroom?
