電荷キャリアの動きまたは 電流 物性物理学と電気化学では、ドリフト電流として知られています。これは、特定の距離に電界が印加されているために発生する可能性があります。これはしばしば起電力と呼ばれます。半導体材料では、電界が印加されると、電荷キャリアが内部を流れるため、電流が生成されます。 半導体 。ドリフト電流内の電荷キャリアの平均速度は、ドリフト電流として知られています。結果として生じる電流とドリフト速度は、電子または電気移動度によって説明できます。この記事では、ドリフト電流の概要について説明します。
ドリフト電流とは何ですか?
導出: に応答する電荷キャリアの流れ 電界 ドリフト電流として知られています。この概念は、半導体の電子と正孔のコンテキストで頻繁に使用されます。とはいえ、この概念は金属や電解質などにも使用されています。
ドリフト電流
半導体に電界が印加されると、電流を生成するために電荷キャリアが流れ始めます。半導体の正孔は電界を通って流れますが、電子は電界と反対に流れます。ここで、各電荷キャリアの流れは、一定のドリフト速度(Vd)として説明できます。この電流の合計は、主に電荷キャリアの注意と材料内でのそれらの移動度に依存します。
について知るためにこのリンクを参照してください 半導体の拡散電流とその派生物とは
半導体のドリフト電流
半導体には、電子と正孔という2種類の電荷キャリアが存在することがわかっています。電界が半導体に印加されると、電子の流れは電池の+ Ve端子の方向に流れ、正孔は電池の–Ve端子の方向に流れます。
半導体のドリフト電流
半導体では、負の電荷キャリアは電子であり、正に帯電したキャリアは正孔です。電子の流れの方向はバッテリーの正の端子によって引き付けられるのに対し、正孔はバッテリーの負の端子によって引き付けられることはすでに説明しました。
半導体材料では、原子同士の衝突が続くため、電子の流れが変化します。電子の流れが原子に衝突し、ランダムな方法で跳ね返るたびに。半導体に印加された電圧は、衝突やランダムな電子の動きを防ぐことはできませんが、電子が正の端子の方向にドリフトする原因になります。
電界または印加電圧のために、平均速度は電子または正孔によって達成できます。これはドリフト速度として知られています。
計算
電子のドリフト速度は次のように与えられます。
Vn= µnIS
同様に、穴のドリフト速度は次のように与えることができます。
Vp= µpIS
上記の式から
VnとVpは、電子と正孔のドリフト速度です。
µnとµpは、電子と正孔の移動度です。
“DCとACを区別する ”
「E」は電界をかけます
ドリフト電流密度の導出
自由電子によるこの電流の密度は、次のように書くことができます。
Jn= enµnIS
穴によるこの電流の密度は、次のように書くことができます。
Jp= epµpIS
上記の式から、
JnとJpは、電子と正孔のために電流密度をドリフトさせています
e =電子電荷(1.602×10-19クーロン)。
n&pはありません。電子と正孔の
したがって、この電流の密度の導出は次のように与えることができます。
J = Jn + Jp
上記の式にJnとJpの値を代入すると、次のようになります。
= enµnE + epµpE
J = eE(nµn + pµp)
流れ速度とドリフト速度の関係
導体では、長さと面積はl&Aで表されます。したがって、導体の体積は次のように与えられます。 AI
いいえの場合。導体の各単位体積の自由電子の数は「n」であり、全体の数は「n」です。導体内の自由電子の数はA / nになります。
すべての電子の電荷が「e」の場合、導体内の電子の全体の電荷は次のように与えられます。
Q = A /いいえ
バッテリーを使用して導体の2つの端子間に電圧を印加すると、導体間に電界が発生する可能性があります。
E = V / l
この電界のために、導体内の電子の流れは、ドリフト速度を介して導体の正の端子に向かって流れ始めます。したがって、電子を介して導体を通過するのにかかる時間は、次のように与えることができます。
T = l / eg
現在の場合 I = q / t
上記の式にQ&T値を代入すると、次のようになります。
I =(A / ne)/(l / vd)= Anevd
上記の式では、A、n、eは定数です。したがって、「I」はドリフト速度(I∞vd)に正比例します。
について知るためにこのリンクを参照してください ドリフト電流と拡散電流とは何ですか?それらの違い
よくある質問
1)。半導体内のドリフト&拡散電流とは何ですか?
半導体内の電流の流れは、ドリフト電流と拡散電流です。
2)。ドリフト電流と拡散電流の主な違いは何ですか?
この電流は、主に印加された電界に依存します。電界がない場合、ドリフト電流はありませんが、半導体に電界があっても拡散電流が発生します。
3)。電流の定義は何ですか?
電荷キャリアの流れは電流として知られています。これはオームの法則から計算できます(V = IR)
4)。電流の種類は何ですか?
AC(交流)とDC(直流)です。
5)。ドリフト速度の式は何ですか?
これは、式I = nqAvdを使用して計算できます。
6)。ドリフト速度に影響を与える要因は何ですか?
高温や高キャリア濃度などの要因。
7)。半導体の種類は何ですか?
それらは真性半導体と外因性半導体です
8)。ドリフトの速度は断面積に依存しますか?
いいえ、それは断面積やワイヤーの長さに依存しません
9)。半導体ではどのように拡散電流が発生しますか?
拡散電流は、電荷キャリアの拡散による半導体によって引き起こされる可能性があります。
10)。ニー電圧とは何ですか?
電圧が特定のしきい値よりも高い場合、電流はダイオード全体に流れるため、これはニー電圧と呼ばれます。
したがって、これはすべてについてです ドリフト電流の概要 半導体、計算、およびその導出において。したがって、これはすべて、半導体のドリフト電流、計算、およびその導出の概要に関するものです。この概念は主に、電子や正孔などの電荷キャリアを含むドープされた半導体内に関係します。半導体に電圧が供給されると、電荷キャリアの流れを観察できます。電荷キャリアの極性に応じて、バッテリー端子に引き付けられます。したがって、電流を生成するための電荷キャリアの流れのために電界を印加することができます。電荷キャリアの流れに不可欠な速度は、ドリフト速度と呼ばれます。ここにあなたへの質問があります、拡散電流とは何ですか?