Što je difuzijska struja u poluvodičima i njeni derivati

Difuzijska struja uglavnom se generira u poluvodiči gdje doping nije dosljedan. Dakle, kako bi dopiranje bilo konzistentno, nosači naboja unutar toga odvijaju se od područja visoke koncentracije do niske koncentracije. Dakle, ovo je poznato kao difuzijska struja. Općenito se ovaj postupak ne događa unutar vodiča. Glavna funkcija ove struje u poluvodiču posljedica je dominantne struje na spoju. U uvjetima stabilnosti, neto struje su nule, jer je naprijed struja nepristrana kroz reverznu struju zanošenja, no obje struje poput zanošenja i difuzije prisutne su u području iscrpljivanja. Ovaj članak govori o pregledu što podrazumijevate pod difuzijskom strujom i njegova formula.

Što je difuzijska struja?

Definicija: Difuzijska struja može se definirati kao nosači naboja unutar poluvodiča poput rupa ili elektrona teče iz stanja visoke koncentracije u stanje niske koncentracije. Područje u kojem može biti prisutan određeni broj elektrona poznato je kao veća koncentracija, dok je područje u kojem može biti prisutan mali broj elektrona poznato kao niska koncentracija. Protok struje može se generirati zbog protoka nosača naboja iz visokih područja u niska područja. Proces difuzije uglavnom se događa unutar poluvodiča kada se on ne dovodi konzistentno.

Difuzijska struja u poluvodiču N-tipa

Dijagram poluvodiča n-tipa prikazan je u nastavku. Kad uzmemo u obzir nestalno dopirani poluvodički materijal N-tipa, određeni broj elektrona prisutan je u području visoke razine, dok je mali broj elektrona prisutan u područjima niske razine. Pojava broja elektrona na visokoj strani u poluvodičkom materijalu može biti veća. Slijedom toga, odbojna sila može se iskusiti jedni od drugih. Protok elektrona u poluvodičkom materijalu bit će od visokog do niskog područja kako bi se dobila dosljedna koncentracija elektrona.

difuzijska struja u poluvodiču

Stoga materijal dobiva ekvivalent koncentraciji elektrona. Elektroni koji teku iz lijevog područja u desno stvarat će struju. U ovom se materijalu postupak difuzije uglavnom događa na isti način. Obje struje vole zanošenje & difuzija će se dogoditi unutar poluvodičkih uređaja. Ova struja može nastati kada se primijeni električno polje i ona se ne događa unutar a vozač . Smjer ove struje je sličan ili obrnut kad se uspoređuje sa strujom zanošenja.

Formula difuzijske struje

Formula difuzijske struje za gradijent koncentracije i jednadžbu gustoće razmatrana je u nastavku.

Gradijent koncentracije

U bilo kojem poluvodičkom materijalu postoji koncentracija elektrona u rupama. Razlika unutar ovog elektrona, inače koncentracija rupa, može se nazvati gradijentom koncentracije. Gustoća je usporediva s gradijentom koncentracije.

Ako je vrijednost gradijenta koncentracije visoka, gustoća struje bit će velika. Ako je vrijednost gradijenta koncentracije manja, tada je i gustoća difuzije niska.

Jednadžbe između gradijenata gustoće i koncentracije mogu se zapisati kao

Jednadžba gradijenta koncentracije i gustoće struje poluvodiča N-tipa prikazana je u nastavku.

Jn ∝ dn / dx

Jednadžba gradijenta koncentracije i gustoće struje poluvodiča tipa P prikazana je u nastavku.

Jp ∝ dn / dx

Ovdje, s obzirom na rupe kao i na elektrone, označava gustoću

U gornjim jednadžbama, 'Jn' je gustoća struje zbog elektrona

‘Jp’ je difuzija gustoće struje zbog rupa.

Jednadžba gustoće difuzijske struje

Gustoću difuzije zbog koncentracije nosača elektrona možemo zapisati pomoću m^dva/V.s

Jn = + eDn dn / dx

Isto tako, gustoću difuzije zbog koncentracije rupa u nosaču možemo zapisati kao

Jp = -eDp dp / dx

Gornja jednadžba odnosi se na gustoće difuznih gustoća s obzirom na elektrone i rupe, ali ukupna gustoća struje pojedinih rupa ili elektrona može se odrediti zbrojem difuzijske i zanošene struje.

U gornjim jednadžbama, 'Dn' i 'Dp' su koeficijent difuzije elektrona kao i rupa

Ukupna difuzijska gustoća s obzirom na elektrone zapisuje se kao

Jn = Struja zanošenja + Difuzijska struja

Jn = enμnE + eDn dn / dx

Cjelokupna difuzijska gustoća rupa dana je kroz pojedinačne jednadžbe gustoće elektrona i rupa. Tako se gustoća ukupne struje može zapisati kao

Jp = Struja zanošenja + Difuzijska struja

Jp = epμpE - eDp dp / dx

Najčešća pitanja

1). Što je difuzijska struja u polarografiji?

Elektroda poput kapanja žive u polarografiji, protok se kontrolira brzinom difuzije aktivnih vrsta otopine kroz koncentraciju gradijenta generisanu uklanjanjem molekula ili iona s površine elektrode.

2). Kolika je duljina difuzije?

Prosječna duljina nosača koji teče između stvaranja i rekombinacije poznata je kao difuzijska duljina.

3). Što je trenutno?

To je protok nosača električnog naboja.

4). Koja je trenutna formula?

Formula je I = V / R

Gdje,

‘I’ je električna struja

‘V’ je električni napon

‘R’ je otpor žice

5). Što znači drift?

Drift struja je protok nosača naboja poput elektrona i rupa zbog primijenjenog električnog polja ili napona.

Dakle, ovdje se radi o svemu pregled difuzijske struje a jednadžbe ovih gustoća struje mogu se opisati za elektron kao i za rupe. Evo pitanja za vas, koja je razlika između zanosne i difuzijske struje?