Prąd dyfuzyjny jest generowany głównie w półprzewodniki gdzie doping nie jest spójny. Aby więc domieszkowanie było spójne, przepływ nośników ładunku w tym miejscu odbywa się z obszaru o wysokim stężeniu do niskiego stężenia. Więc jest to znane jako prąd dyfuzyjny. Ogólnie ten proces nie zachodzi w przewodach. Główną funkcją tego prądu w półprzewodniku jest prąd dominujący na złączu. W stanie stabilności prądy netto są równe zeru, ponieważ prąd przewodzenia jest obciążany przez prąd dryfu wstecznego, jednak oba prądy, takie jak dryf i dyfuzja, są obecne w obszarze zubożenia. W tym artykule omówiono omówienie co masz na myśli przez prąd dyfuzyjny i jego formuła.
Co to jest prąd dyfuzyjny?
Definicja: Prąd dyfuzyjny można zdefiniować jako nośniki ładunku wewnątrz półprzewodnik jak dziury lub elektrony przepływają ze stanu wysokiego stężenia do stanu niskiego stężenia. Obszar, w którym może być obecnych wiele elektronów, jest znany jako wyższe stężenie, podczas gdy obszar, w którym może występować mała liczba elektronów, jest znany jako niskie stężenie. Przepływ prądu może być generowany z powodu przepływu nośników ładunku z obszarów wysokich do obszarów niskich. Proces dyfuzji zachodzi głównie w półprzewodniku, gdy jest on niejednolicie domieszkowany.
Prąd dyfuzyjny w półprzewodnikach typu N.
Schemat półprzewodnika typu n pokazano poniżej. Jeśli weźmiemy pod uwagę materiał półprzewodnikowy typu N z domieszkami nieregularnie, pewna liczba elektronów jest obecna w regionie wysokiego poziomu, podczas gdy mała liczba elektronów jest obecna w obszarach niskiego poziomu. Występowania liczby elektronów po stronie wysokiego poziomu w materiale półprzewodnikowym może być więcej. W konsekwencji można odczuwać od siebie odpychającą siłę. Przepływ elektronów w materiale półprzewodnikowym będzie odbywał się z regionu wysokiego do niskiego, aby uzyskać stałą koncentrację elektronów.
prąd dyfuzyjny w półprzewodniku
Dlatego materiał staje się równoważny koncentracji elektronów. Elektrony przepływające z lewego regionu do prawego utworzą prąd. W tym materiale proces dyfuzji przebiega głównie w ten sam sposób. Oba prądy lubią dryf & dyfuzja będzie miała miejsce w urządzeniach półprzewodnikowych. Prąd ten może wystąpić, gdy przyłożone jest pole elektryczne i nie występuje w ciągu kierowca . Kierunek tego prądu jest podobny lub odwrotny w porównaniu z prądem dryftu.
Formuła prądu dyfuzyjnego
Wzór na prąd dyfuzyjny dla gradientu stężenia i równania gęstości omówiono poniżej.
Gradient stężenia
W każdym materiale półprzewodnikowym istnieje koncentracja elektronów, w przeciwnym razie dziury. Rozbieżność w obrębie tego elektronu, inaczej koncentrację dziur można nazwać gradientem stężeń. Gęstość jest porównywalna z gradientem stężenia.
Jeśli wartość gradientu stężeń jest wysoka, następnie gęstość prądu będzie wysoka. Jeśli wartość gradientu stężenia jest mniejsza, to gęstość dyfuzji jest również niska.
Równania między gęstościami i gradientami stężeń można zapisać jako
Równanie gradientu stężenia i gęstości prądu półprzewodnika typu N. pokazano poniżej.
Jn ∝ dn / dx
Równanie gradientu stężenia i gęstości prądu półprzewodnika typu P. pokazano poniżej.
Jp ∝ dn / dx
Tutaj, zarówno w odniesieniu do dziur, jak i elektronów, oznacza gęstość
W powyższych równaniach „Jn” oznacza gęstość prądu spowodowaną elektronami
„Jp” to dyfuzja gęstości prądu z powodu dziur.
Równanie gęstości prądu dyfuzji
Gęstość dyfuzji wynikającą ze stężenia nośnika elektronów można zapisać przez mdwa/Vs
Jn = + eDn dn / dx
Podobnie, gęstość dyfuzji ze względu na koncentrację nośnika w otworach można zapisać jako
Jp = -eDp dp / dx
Powyższe równanie dotyczy gęstości gęstości dyfuzji w odniesieniu do elektronów i dziur, ale ogólną gęstość prądu odpowiednich dziur lub elektronów można obliczyć jako sumę prądu dyfuzji i dryfu.
W powyższych równaniach „Dn” i „Dp” są współczynnikiem dyfuzji elektronów oraz dziur
Całkowita gęstość dyfuzji w odniesieniu do elektronów jest zapisywana jako
Jn = prąd dryftu + prąd dyfuzyjny
Jn = enμnE + eDn dn / dx
Cała gęstość dyfuzyjna dziur jest określona przez indywidualne równania gęstości elektronów i dziur. Więc gęstość całkowitego prądu można zapisać jako
Jp = prąd dryftu + prąd dyfuzyjny
Jp = epμpE - eDp dp / dx
FAQs
1). Co to jest prąd dyfuzyjny w polarografii?
W przypadku elektrody, podobnie jak w przypadku kropli rtęci w polarografii, przepływ jest kontrolowany przez szybkość dyfuzji typów aktywnych roztworów w całym gradiencie stężenia generowanego przez usuwanie cząsteczek lub jonów na powierzchni elektrody.
2). Jaka jest długość dyfuzji?
Średnia długość nośnika, który przepływa między wytworzeniem i rekombinacją, jest nazywana długością dyfuzji.
3). Co jest aktualne?
Jest to natężenie przepływu nośnika ładunku elektrycznego.
4). Jaka jest obecna formuła?
Wzór to I = V / R
Gdzie,
„I” to prąd elektryczny
„V” to napięcie elektryczne
„R” to rezystancja drutu
5). Co oznacza dryfowanie?
Prąd dryftu to przepływ nośników ładunku, takich jak elektrony i dziury, z powodu przyłożonego pola elektrycznego lub napięcia.
A więc o to chodzi przegląd prądu dyfuzyjnego a równania tych gęstości prądu można opisać zarówno dla elektronów, jak i dla dziur. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest różnica między prądem dryftu a prądem dyfuzyjnym?
