Difúzní proud se generuje hlavně v polovodiče kde doping není konzistentní. Aby byl doping konzistentní, proudění nosičů náboje probíhá od oblasti s vysokou koncentrací k nízké koncentraci. Toto je tedy známé jako difúzní proud. Obecně k tomuto procesu nedochází u vodičů. Hlavní funkce tohoto proudu v polovodiči je způsobena dominujícím proudem na křižovatce. Za podmínek stability jsou čisté proudy nulové, protože dopředný proud je nestranný prostřednictvím proudu reverzního driftu, avšak oba proudy jako drift a difúze jsou přítomny v oblasti vyčerpání. Tento článek pojednává o přehledu co tím myslíš difúzní proud a jeho vzorec.
Co je to difúzní proud?
Definice: Difúzní proud lze definovat jako nosiče náboje uvnitř polovodič jako díry nebo elektrony proudí ze stavu vysoké koncentrace do stavu nízké koncentrace. Oblast, kde může být přítomen počet elektronů, je známá jako vyšší koncentrace, zatímco oblast, kde může být přítomen nízký počet elektronů, je známá jako nízká koncentrace. Tok proudu lze generovat kvůli toku nosičů náboje z vysokých oblastí do nízkých oblastí. Proces difúze se vyskytuje hlavně v polovodiči, když je dopován ne-důsledně.
Difúzní proud v polovodiči typu N.
Schéma polovodiče typu n je uvedeno níže. Když vezmeme v úvahu nekonzistentně dotovaný polovodičový materiál typu N, je počet elektronů přítomný v oblasti vysoké úrovně, zatímco nízký počet elektronů přítomných v oblastech nízké úrovně. Výskyt počtu elektronů na straně vysoké úrovně v polovodičovém materiálu může být více. Následkem toho lze navzájem zažít odpudivou sílu. Tok elektronů v polovodičovém materiálu bude z vysoké oblasti do nízké oblasti, aby se získala konzistentní koncentrace elektronů.
difúzní proud v polovodiči
Materiál proto odpovídá koncentraci elektronů. Elektrony proudící z levé oblasti do pravé oblasti budou tvořit proud. V tomto materiálu dochází k procesu difúze hlavně stejným způsobem. Oba proudy mají rádi drift & k difúzi dojde v polovodičových součástkách. Tento proud může nastat, když je aplikováno elektrické pole a nedochází k němu v a Řidič . Směr tohoto proudu je při srovnání s driftovým proudem podobný nebo opačný.
Difúzní aktuální vzorec
Níže je diskutován vzorec difúzního proudu pro rovnici koncentračního gradientu a hustoty.
Koncentrační gradient
V jakémkoli polovodičovém materiálu existuje existence elektronů, jinak je koncentrace otvorů. Rozdíl v tomto elektronu, jinak může být koncentrace otvorů nazývána jako koncentrační gradient. Hustota je srovnávací s koncentračním gradientem.
Pokud je hodnota koncentračního gradientu vysoká, bude následně vysoká i hustota proudu. Pokud je hodnota koncentračního gradientu menší, pak je také nízká difúzní hustota.
Rovnice mezi hustotami a gradienty koncentrace lze zapsat jako
Rovnice koncentračního gradientu a hustoty proudu polovodiče typu N je uvedena níže.
Jn ∝ dn / dx
Rovnice koncentračního gradientu a proudové hustoty polovodiče typu P je uvedena níže.
Jp ∝ dn / dx
Zde, pokud jde o díry i elektrony, znamená to hustotu
Ve výše uvedených rovnicích je „Jn“ hustota proudu z důvodu elektronů
„Jp“ je difúze proudové hustoty z důvodu děr.
Rovnice difúzní proudové hustoty
Difuzní hustotu v důsledku koncentrace nosiče elektronů lze zapsat pomocí mdva/V.s
Jn = + eDn dn / dx
Podobně lze hustotu difúze v důsledku koncentrace nosiče v otvorech zapsat jako
Jp = -eDp dp / dx
Výše uvedená rovnice je pro hustoty difuzních hustot vzhledem k elektronům a otvorům, ale celková hustota proudu příslušných otvorů nebo elektronů může být dána součtem difuzního a driftového proudu.
Ve výše uvedených rovnicích jsou „Dn“ a „Dp“ koeficient difúze elektronů i děr
Celková hustota difúze vzhledem k elektronům se zapisuje jako
Jn = driftový proud + difúzní proud
Jn = enμnE + eDn dn / dx
Celá difúzní hustota děr je dána individuálními rovnicemi hustoty elektronů a děr. Hustotu celkového proudu lze tedy zapsat jako
Jp = driftový proud + difúzní proud
Jp = epμpE - eDp dp / dx
Časté dotazy
1). Co je difúzní proud v polarografii?
Elektroda, jako je kapání rtuti v polarografii, je tok řízen rychlostí difúze typů aktivního roztoku přes koncentraci gradientu generovanou odstraněním molekul nebo iontů na povrchu elektrody.
2). Jaká je difúzní délka?
Průměrná délka nosiče, který teče mezi generací a rekombinací, je známá jako difúzní délka.
3). Co je aktuální?
Je to průtoková rychlost nosiče elektrického náboje.
4). Jaký je současný vzorec?
Vzorec je I = V / R
Kde,
„Já“ je elektrický proud
„V“ je elektrické napětí
„R“ je odpor drátu
5). Co znamená Drift?
Driftový proud je tok nosičů náboje, jako jsou elektrony a díry, z důvodu aplikovaného elektrického pole nebo napětí.
O toto tedy jde přehled difúzního proudu a rovnice těchto proudových hustot lze popsat jak pro elektron, tak pro díry. Zde je otázka, jaký je rozdíl mezi driftovým a difuzním proudem?
