Mikä on diffuusiovirta puolijohteissa ja sen johdannaisissa

Diffuusiovirta syntyy pääasiassa puolijohteet missä doping ei ole johdonmukaista. Joten dopingin johdonmukaisuuden varmistamiseksi varauksen kuljettajat virtaavat sen sisällä korkean pitoisuuden alueelta pieneen pitoisuuteen. Joten tämä tunnetaan diffuusiovirrana. Tätä prosessia ei yleensä tapahdu johtimissa. Tämän virran päätoiminto puolijohteessa johtuu risteyksessä vallitsevasta virrasta. Stabiilisuusolosuhteissa nettovirrat ovat nollia, koska eteenpäin suuntautuva virta on puolueeton käänteisen driftivirran läpi, mutta molemmat virrat, kuten drift & diffuusio, ovat läsnä tyhjenemisalueella. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsaus mitä tarkoitat diffuusiovirralla ja sen kaava.

Mikä on diffuusiovirta?

Määritelmä: Diffuusiovirta voidaan määritellä varauksen kantajiksi sisällä puolijohde kuten reiät tai elektronit virtaavat korkean pitoisuuden tilasta matalan pitoisuuden tilaan. Alue, jolla voi olla läsnä useita elektroneja, tunnetaan suurempana pitoisuutena, kun taas alue, jolla voi olla läsnä pieni määrä elektroneja, tunnetaan pienenä pitoisuutena. Virran virtaus voidaan tuottaa johtuen varauksen kantajien virtauksesta korkeilta alueilta matalille alueille. Diffuusio tapahtuu pääasiassa puolijohteessa, kun se seostetaan epäjohdonmukaisesti.

Diffuusiovirta N-tyypin puolijohteessa

N-tyypin puolijohteen kaavio on esitetty alla. Kun tarkastellaan epäjohdonmukaisesti seostettua N-tyyppistä puolijohdemateriaalia, joukko elektroneja on läsnä korkean tason alueella, kun taas matala elektronien lukumäärä matalan tason alueilla. Elektronien lukumäärän esiintyminen korkean tason puolijohdemateriaalissa voi olla enemmän. Näin ollen vastenmielinen voima voidaan kokea toisiltaan. Elektronien virtaus puolijohdemateriaalissa tulee olemaan korkealta alueelta matalalle alueelle yhtenäisen elektronikonsentraation saamiseksi.

diffuusiovirta puolijohteessa

Siksi materiaali saa vastaavan määrän elektroneja. Elektronit, jotka virtaavat vasemmalta alueelta oikealle alueelle, muodostavat virran. Tässä materiaalissa diffuusio tapahtuu pääasiassa samalla tavalla. Molemmat virtaukset pitävät ajelehtia & diffuusio on tapahtunut puolijohdelaitteissa. Tämä virta voi ilmetä, kun sähkökenttä syötetään eikä sitä tapahdu a: n sisällä kuljettaja . Tämän virran suunta on samanlainen tai päinvastainen verrattuna ajovirtaan.

Diffuusiovirta

Diffuusiovirran kaavaa pitoisuusgradientille ja tiheysyhtälölle käsitellään jäljempänä.

Pitoisuuden gradientti

Missä tahansa puolijohdemateriaalissa elektronit ovat olemassa, muuten reikien pitoisuus. Tämän elektronin sisällä olevaa eroa voidaan muuten kutsua pitoisuusgradientiksi. Tiheys on verrannollinen pitoisuusgradienttiin.

Jos pitoisuusgradientin arvo on korkea, sen jälkeen virran tiheys on suuri. Jos pitoisuusgradientin arvo on pienempi, diffuusiotiheys on myös pieni.

Tiheyksien ja pitoisuusgradienttien väliset yhtälöt voidaan kirjoittaa seuraavasti

N-tyypin puolijohteen pitoisuusgradientin ja virrantiheyden yhtälö on esitetty alla.

Jn ∝ dn / dx

P-tyypin puolijohteen pitoisuusgradientin ja virrantiheyden yhtälö on esitetty alla.

Jp ∝ dn / dx

Tässä reikien ja elektronien suhteen se tarkoittaa tiheyttä

Edellä olevissa yhtälöissä ’Jn’ on elektronien aiheuttama virrantiheys

’Jp’ on virtatiheyden diffuusio reikien takia.

Diffuusiovirran tiheysyhtälö

Elektronien kantajapitoisuudesta johtuva diffuusiotiheys voidaan kirjoittaa m^kaksi/V.s

Jn = + eDn dn / dx

Samoin reikien kantajapitoisuudesta johtuva diffuusiotiheys voidaan kirjoittaa seuraavasti

Jp = -eDp dp / dx

Edellä oleva yhtälö koskee diffuusiotiheyksien tiheyksiä suhteessa elektroneihin ja reikiin, mutta vastaavien reikien tai elektronien virran kokonaistiheys voidaan antaa diffuusio- ja driftivirran summalla.

Edellä olevissa yhtälöissä ’Dn’ ja ’Dp’ ovat elektronien ja reikien diffuusiokerroin

Kokonaisdiffuusiotiheys elektronien suhteen kirjoitetaan seuraavasti

Jn = ajeluvirta + diffuusiovirta

Jn = enμnE + eDn dn / dx

Reikien koko diffuusiotiheys annetaan elektronien ja reikien yksittäisten tiheysyhtälöiden kautta. Joten kokonaisvirran tiheys voidaan kirjoittaa

Jp = ajeluvirta + diffuusiovirta

Jp = epμpE - eDp dp / dx

UKK

1). Mikä on diffuusiovirta polarografiassa?

Elektrodin tapaan tiputtamalla elohopeaa polarografiassa virtausta ohjataan aktiivisten liuostyyppien diffuusionopeuden kautta gradienttikonsentraation läpi, joka syntyy poistamalla molekyylit tai ionit elektrodin pinnalta.

2). Mikä on diffuusion pituus?

Sukupolven ja rekombinaation välillä virtaavan kantoaineen keskimääräinen pituus tunnetaan diffuusion pituudena.

3). Mikä on nykyinen?

Se on sähkövarauksen kuljettajan virtausnopeus.

4). Mikä on nykyinen kaava?

Kaava on I = V / R

Missä,

‘I’ on sähkövirta

’V’ on sähköjännite

’R’ on langan vastus

5). Mitä Drift tarkoittaa?

Driftvirta on varauksen kantajien, kuten elektronien ja reikien, virtaus käytetyn sähkökentän tai jännitteen vuoksi.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus diffuusiovirrasta ja näiden virtatiheyksien yhtälöt voidaan kuvata sekä elektronille että rei'ille. Tässä on kysymys sinulle, mikä on ero drift- ja diffuusiovirran välillä?