Rörelse av laddningsbärare eller elektrisk ström inom kondenserad materia är fysik och elektrokemi känd som drivström. Detta kan inträffa på grund av det applicerade elektriska fältet över ett visst avstånd. Detta kallas ofta elektromotorisk kraft. I ett halvledarmaterial kan en gång ett elektriskt fält appliceras ström genereras på grund av laddningsbärarnas flöde inuti halvledaren . Laddningsmedlets genomsnittliga hastighet inom drivströmmen kallas drivström. Den resulterande ström- och drivhastigheten kan beskrivas genom elektron- eller elektrisk rörlighet. Den här artikeln diskuterar en översikt över drivströmmen.
Vad är driftström?
Härledning: Flödet av laddningsbärare som svar på elektriskt fält är känd som drivström. Detta koncept används ofta i sammanhanget för elektroner och hål i halvledaren. Även om detta koncept också används i metaller, elektrolyter, etc.
Driftström
När ett elektriskt fält har applicerats på en halvledare kommer laddningsbärare att börja strömma för att generera ström. Hålen i halvledaren kommer att strömma genom det elektriska fältet medan elektronerna kommer att strömma mittemot det elektriska fältet. Här kan varje laddningsbärarflöde beskrivas som en konstant drivhastighet (Vd). Summan av denna ström beror främst på laddningsbärarnas uppmärksamhet och deras rörlighet inom materialet.
Se den här länken om du vill veta mer Vad är diffusionsström i halvledare och dess härledningar
Driftström i halvledare
Vi vet att det finns två typer av laddningsbärare närvarande i halvledare, nämligen elektroner och hål. När det elektriska fältet har applicerats på en halvledare kommer elektronflödet att vara i riktning mot + Ve-terminalen på ett batteri medan hål kommer att strömma i riktningen till ett batteriets –Ve-terminal.
Driftström i halvledare
I en halvledare är de negativa laddningsbärarna elektroner och positivt laddade bärare är hål. Vi har redan diskuterat att riktningen för elektronernas flöde kommer att attraheras av batteriets positiva terminal medan hålen lockas av batteriets negativa terminal.
I ett halvledarmaterial ändras flödet av elektronriktning på grund av den kontinuerliga kollisionen genom atomerna. Varje gång elektronflödet kommer att slå en atom och studsar tillbaka på ett slumpmässigt sätt. Spänningen som appliceras på en halvledare förhindrar inte kollisionen såväl som slumpmässig elektronrörelse, men den får elektronerna att glida i riktning mot den positiva terminalen.
På grund av det elektriska fältet eller den applicerade spänningen kan medelhastigheten uppnås med elektroner eller hål som kallas drivhastighet.
Beräkning
Elektronernas drivhastighet kan anges som
Vn= µnÄR
På samma sätt kan hålens drivhastighet anges som
Vsid= µsidÄR
Från ovanstående ekvationer
Vn & Vp är drivhastigheten hos elektroner och hål
µn & µp är rörligheten hos elektroner och hål
'E' används elektriskt fält
Drift Current Density Derivation
Densiteten hos denna ström på grund av fria elektroner kan skrivas som
Jn= enµnÄR
Densiteten hos denna ström på grund av hål kan skrivas som
Jsid= epµsidÄR
Från ovanstående ekvationer,
Jn & Jp driver strömtätheten på grund av elektroner och hål
e = elektronladdning (1,602 × 10-19 Coulombs).
n & p är nr. av elektroner och hål
Så densitetsavledningen av denna ström kan ges som
J = Jn + Jp
Ersätt Jn & Jp-värdena i ovanstående ekvation, då får vi
= enµnE + epµpE
J = eE (nn + pp)
Förhållandet mellan ström och drifthastighet
I en ledare betecknas längden och arean med l & A. Således kan ledarvolymen anges som AI
Om nej. av fria elektroner för varje enhetsvolym i ledaren är 'n', då är hela nr. av fria elektroner i ledaren kommer att vara A / n.
Om laddningen på varje elektron är ”e” ges hela laddningen på elektronerna i ledaren som
Q = A / nej
När en spänningsförsörjning appliceras över de två anslutningarna på ledaren med hjälp av ett batteri, kan det elektriska fältet uppstå över ledaren
E = V / l
På grund av detta elektriska fält kommer flödet av elektroner i ledaren att börja flyta genom en drivhastighet mot ledarens positiva terminal. Således kan den tid det tar att korsa ledaren genom elektronerna ges som
T = l / t.ex.
När det är aktuellt I = q / t
Ersätt Q & T-värdena i ovanstående ekvation, då får vi
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
I ovanstående ekvation är A, n & e konstanta. Så 'I' är direkt proportionell mot drivhastigheten (I∞vd)
Se den här länken för att veta om Vad är Drift and Diffusion Current och deras skillnader
Vanliga frågor
1). Vad är drift- och diffusionsström inom halvledare?
Strömmen i en halvledare är drift- och diffusionsströmmar.
2). Vad är den största skillnaden mellan driv- och diffusionsström?
Denna ström beror främst på det applicerade elektriska fältet: om det inte finns något elektriskt fält, finns det ingen drivström medan diffusionsström sker även om det finns ett elektriskt fält i halvledaren
3). Vad är definitionen av ström?
Flödet av laddningsbärare är känt som ström. Detta kan beräknas utifrån Ohms lag (V = IR)
4). Vilka är de aktuella typerna?
De är växelström (växelström) och likström (likström)
5). Vad är drivhastighetsformeln?
Det kan beräknas med formeln I = nqAvd
6) Vilka är de faktorer som påverkar drivhastigheten?
Faktorer som hög temperatur och hög bärarkoncentration.
7). Vilka är typerna av halvledare?
De är inneboende halvledare och yttre halvledare
8). Beror drivhastigheten på tvärsnittsområdet?
Nej, det beror inte på tvärsnittsarean eller ledningens längd
9). Hur kommer diffusionsström att inträffa i en halvledare?
Diffusionsström kan orsakas av en halvledare på grund av laddningsbärarens diffusion.
10). Vad är knäspänning?
Om spänningen är högre än ett visst tröskelvärde, kommer strömmen att strömma genom hela dioden, så detta kallas knäspänning.
Således handlar det här om en översikt över drivström i halvledare, beräkning och dess härledning. Således handlar det här om en översikt över drivström i halvledare, beräkning och dess härledning. Detta koncept involverar främst inom en dopad halvledare där det inkluderar laddningsbärare som elektroner och hål. När spänningsförsörjningen ges till halvledare kan vi observera laddningsbärarens flöde. Beroende på laddningsbärarens polaritet lockas den till batteripolerna. Därför kan det elektriska fältet appliceras på grund av flödet av laddningsbärare för att generera strömmen. Den väsentliga hastigheten för flödet av laddningsbärare kan kallas drivhastighet. Här är en fråga till dig, vad är diffusionsström?
