Die Bewegung von Ladungsträgern oder elektrischer Strom Innerhalb der kondensierten Materie ist Physik und Elektrochemie als Driftstrom bekannt. Dies kann aufgrund des angelegten elektrischen Feldes über eine bestimmte Entfernung auftreten. Dies wird häufig als elektromotorische Kraft bezeichnet. In einem Halbleitermaterial kann, sobald ein elektrisches Feld angelegt ist, aufgrund des darin fließenden Ladungsträgers Strom erzeugt werden der Halbleiter . Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Ladungsträgers innerhalb des Driftstroms wird als Driftstrom bezeichnet. Die resultierende Strom- und Driftgeschwindigkeit kann durch Elektronen- oder Elektromobilität beschrieben werden. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über den Driftstrom.
Was ist Driftstrom?
Ableitung: Der Fluss der Ladungsträger als Reaktion auf die elektrisches Feld ist als Driftstrom bekannt. Dieses Konzept wird häufig im Zusammenhang mit Elektronen und Löchern im Halbleiter verwendet. Obwohl dieses Konzept auch in Metallen, Elektrolyten usw. verwendet wird.
Driftstrom
Sobald ein elektrisches Feld an einen Halbleiter angelegt wird, beginnen Ladungsträger zur Stromerzeugung zu fließen. Die Löcher im Halbleiter fließen durch das elektrische Feld, während die Elektronen entgegengesetzt zum elektrischen Feld fließen. Hier kann jeder Ladungsträgerfluss als konstante Driftgeschwindigkeit (Vd) beschrieben werden. Die Summe dieses Stroms hängt hauptsächlich von der Aufmerksamkeit der Ladungsträger und ihrer Mobilität innerhalb des Materials ab.
Bitte beachten Sie diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Was ist Diffusionsstrom in Halbleitern und seine Ableitungen?
Driftstrom im Halbleiter
Wir wissen, dass es im Halbleiter zwei Arten von Ladungsträgern gibt, nämlich Elektronen und Löcher. Sobald das elektrische Feld an einen Halbleiter angelegt wird, verläuft der Elektronenfluss in Richtung des + Ve-Anschlusses einer Batterie, während die Löcher in Richtung des –Ve-Anschlusses einer Batterie fließen.
Driftstrom im Halbleiter
In einem Halbleiter sind die negativen Ladungsträger Elektronen und positiv geladene Ladungsträger Löcher. Wir haben bereits diskutiert, dass die Richtung des Elektronenflusses vom positiven Anschluss der Batterie angezogen wird, während die Löcher vom negativen Anschluss der Batterie angezogen werden.
In einem Halbleitermaterial ändert sich die Richtung des Elektronenflusses aufgrund der kontinuierlichen Kollision durch die Atome. Jedes Mal, wenn der Elektronenfluss auf ein Atom trifft und auf zufällige Weise zurückprallt. Die an einen Halbleiter angelegte Spannung verhindert nicht die Kollision sowie die Bewegung zufälliger Elektronen, sondern bewirkt, dass die Elektronen in Richtung des positiven Anschlusses driften.
Aufgrund des elektrischen Feldes oder der angelegten Spannung kann die Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht werden, indem Elektronen oder Löcher als Driftgeschwindigkeit bezeichnet werden.
Berechnung
Die Elektronendriftgeschwindigkeit kann wie folgt angegeben werden
V.n= µnIS
In ähnlicher Weise kann die Driftgeschwindigkeit der Löcher als angegeben werden
V.p= µpIS
Aus den obigen Gleichungen
Vn & Vp sind die Driftgeschwindigkeit von Elektronen & Löchern
µn & µp sind die Beweglichkeit von Elektronen & Löchern
'E' ist ein angelegtes elektrisches Feld
Ableitung der Driftstromdichte
Die Dichte dieses Stroms aufgrund freier Elektronen kann wie folgt geschrieben werden
J.n= enµnIS
Die Dichte dieses Stroms aufgrund von Löchern kann wie folgt geschrieben werden
J.p= epµpIS
Aus den obigen Gleichungen ergibt sich
Jn & Jp driften aufgrund von Elektronen & Löchern in der Stromdichte
e = Elektronenladung (1,602 × 10–19 Coulomb).
n & p sind nein. von Elektronen & Löchern
Die Dichteableitung dieses Stroms kann also wie folgt angegeben werden
J = Jn + Jp
Ersetzen Sie die Jn & Jp-Werte in der obigen Gleichung, dann erhalten wir
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
Die Beziehung zwischen Strom und Driftgeschwindigkeit
In einem Leiter sind Länge und Fläche mit 1 & A bezeichnet. Somit kann das Leitervolumen als angegeben werden AI
Wenn die Nr. der freien Elektronen für jedes Volumeneinheit im Leiter ist 'n', dann ist die ganze Nr. der freien Elektronen innerhalb des Leiters beträgt A / n.
Wenn die Ladung jedes Elektrons 'e' ist, wird die gesamte Ladung der Elektronen im Leiter als angegeben
Q = A / Nr
Wenn mit einer Batterie eine Spannungsversorgung an die beiden Anschlüsse des Leiters angelegt wird, kann das elektrische Feld am Leiter auftreten
E = V / l
Aufgrund dieses elektrischen Feldes beginnt der Elektronenfluss innerhalb des Leiters durch eine Driftgeschwindigkeit zum positiven Anschluss des Leiters zu fließen. Somit kann die Zeit, die benötigt wird, um den Leiter durch die Elektronen zu kreuzen, als angegeben werden
T = l / z
Wenn aktuell I = q / t
Ersetzen Sie die Q & T-Werte in der obigen Gleichung, dann erhalten wir
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
In der obigen Gleichung sind A, n & e konstant. 'I' ist also direkt proportional zur Driftgeschwindigkeit (I∞vd)
Bitte beachten Sie diesen Link, um mehr über die zu erfahren Was ist Drift- und Diffusionsstrom und ihre Unterschiede?
FAQs
1). Was ist Drift- und Diffusionsstrom innerhalb eines Halbleiters?
Der Stromfluss in einem Halbleiter ist ein Drift- und Diffusionsstrom.
2). Was ist der Hauptunterschied zwischen Drift und Diffusionsstrom?
Dieser Strom hängt hauptsächlich vom angelegten elektrischen Feld ab: Wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist, gibt es keinen Driftstrom, während Diffusionsstrom auftritt, obwohl im Halbleiter ein elektrisches Feld vorhanden ist
3). Was ist die Definition von Strom?
Der Fluss der Ladungsträger wird als Strom bezeichnet. Dies kann aus dem Ohmschen Gesetz berechnet werden (V = IR)
4). Was sind die Arten von Strom?
Sie sind Wechselstrom (Wechselstrom) und Gleichstrom (Gleichstrom)
5). Was ist die Driftgeschwindigkeitsformel?
Sie kann mit der Formel I = nqAvd berechnet werden
6) .Welche Faktoren beeinflussen die Driftgeschwindigkeit?
Faktoren wie hohe Temperatur und hohe Trägerkonzentration.
7). Welche Arten von Halbleitern gibt es?
Sie sind intrinsische Halbleiter und extrinsische Halbleiter
8). Hängt die Driftgeschwindigkeit von der Querschnittsfläche ab?
Nein, es kommt nicht auf die Querschnittsfläche oder die Länge des Drahtes an
9). Wie wird ein Diffusionsstrom in einem Halbleiter auftreten?
Der Diffusionsstrom kann durch einen Halbleiter aufgrund der Diffusion des Ladungsträgers verursacht werden.
10). Was ist Kniespannung?
Wenn die Spannung höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, fließt der Strom durch die Diode, was als Kniespannung bezeichnet wird.
Das ist also alles über eine Übersicht über den Driftstrom in Halbleiter, Berechnung und deren Ableitung. Hier geht es also um einen Überblick über den Driftstrom in Halbleitern, die Berechnung und deren Ableitung. Dieses Konzept betrifft hauptsächlich einen dotierten Halbleiter, in dem Ladungsträger wie Elektronen und Löcher enthalten sind. Sobald die Spannungsversorgung für den Halbleiter erfolgt ist, können wir den Fluss der Ladungsträger beobachten. Abhängig von der Polarität des Ladungsträgers wird es von den Batterieklemmen angezogen. Daher kann das elektrische Feld aufgrund des Flusses von Ladungsträgern angelegt werden, um den Strom zu erzeugen. Die wesentliche Geschwindigkeit für den Fluss von Ladungsträgern kann als Driftgeschwindigkeit bezeichnet werden. Hier ist eine Frage an Sie, was ist Diffusionsstrom?
