Dòng khuếch tán chủ yếu được tạo ra trong chất bán dẫn nơi pha tạp không nhất quán. Vì vậy, để làm cho việc pha tạp nhất quán, các chất mang điện tích di chuyển trong vùng này diễn ra từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp. Vì vậy, đây được gọi là dòng khuếch tán. Nói chung, quá trình này không xảy ra trong dây dẫn. Chức năng chính của dòng điện này trong chất bán dẫn là do dòng điện chi phối trên đường giao nhau. Ở điều kiện ổn định, các dòng thuần bằng 0 vì dòng thuận không thiên vị thông qua dòng trôi ngược, tuy nhiên cả hai dòng như trôi & khuếch tán đều có mặt trong vùng cạn kiệt. Bài viết này thảo luận tổng quan về ý bạn là gì về dòng khuếch tán và công thức của nó.
Dòng điện khuếch tán là gì?
Định nghĩa: Dòng khuếch tán có thể được định nghĩa là các hạt tải điện trong một chất bán dẫn giống như các lỗ trống hoặc các electron chuyển từ trạng thái có nồng độ cao sang trạng thái có nồng độ thấp. Vùng mà một số electron có thể có mặt được gọi là nơi có nồng độ cao hơn, trong khi vùng có thể có số lượng electron thấp được gọi là vùng có nồng độ thấp. Dòng điện có thể được tạo ra do sự di chuyển của các hạt tải điện từ vùng cao đến vùng thấp. Quá trình khuếch tán chủ yếu xảy ra bên trong một chất bán dẫn khi nó được pha tạp không nhất quán.
Dòng điện khuếch tán trong chất bán dẫn loại N
Sơ đồ của một chất bán dẫn loại n được hiển thị dưới đây. Khi chúng ta xem xét một vật liệu bán dẫn loại N không được pha tạp nhất quán, một số điện tử hiện diện ở vùng mức cao trong khi số lượng điện tử thấp ở vùng mức thấp. Sự xuất hiện của số lượng electron ở phía mức cao trong vật liệu bán dẫn có thể nhiều hơn. Do đó, lực đẩy có thể được trải nghiệm lẫn nhau. Dòng electron trong vật liệu bán dẫn sẽ từ vùng cao đến vùng thấp để có được nồng độ electron nhất quán.
khuếch tán-hiện tại-trong-bán dẫn
Do đó, vật liệu nhận được tương đương với nồng độ electron. Dòng electron từ vùng bên trái sang vùng bên phải sẽ tạo thành dòng điện. Trong vật liệu này, quá trình khuếch tán chủ yếu xảy ra theo cách tương tự. Cả hai dòng điện như trôi dạt & sự khuếch tán sẽ xảy ra trong các thiết bị bán dẫn. Dòng điện này có thể xuất hiện khi đặt điện trường và nó không xảy ra trong người lái xe . Chiều của dòng điện này tương tự hoặc ngược lại khi so sánh với dòng trôi.
Công thức dòng khuếch tán
Công thức dòng khuếch tán cho phương trình gradient nồng độ và mật độ được thảo luận dưới đây.
Độ đậm đặc
Trong bất kỳ vật liệu bán dẫn nào, đều có sự tồn tại của các điện tử, nếu không thì các lỗ trống. Sự chênh lệch trong điện tử này nếu không thì nồng độ lỗ trống có thể được gọi là một gradient nồng độ. Tỷ trọng được so sánh với gradient nồng độ.
Nếu giá trị của gradient nồng độ cao, thì mật độ dòng điện sẽ cao. Nếu giá trị của gradien nồng độ nhỏ hơn, thì mật độ khuếch tán cũng thấp.
Các phương trình giữa mật độ & gradient nồng độ có thể được viết dưới dạng
Phương trình của gradient nồng độ & mật độ dòng điện của chất bán dẫn loại N được hiển thị bên dưới.
Jn ∝ dn / dx
Phương trình của gradient nồng độ & mật độ dòng điện của chất bán dẫn loại P được hiển thị bên dưới.
Jp ∝ dn / dx
Ở đây, đối với các lỗ trống cũng như các electron, nó biểu thị mật độ
Trong các phương trình trên, ‘Jn’ là mật độ dòng điện vì các electron
‘Jp’ là sự khuếch tán của mật độ dòng điện vì các lỗ.
Phương trình mật độ dòng khuếch tán
Mật độ khuếch tán do nồng độ hạt tải điện của electron có thể được viết bằng mhai/V.s
Jn = + eDn dn / dx
Tương tự như vậy, mật độ khuếch tán do nồng độ hạt tải điện của các lỗ có thể được viết là
Jp = -eDp dp / dx
Phương trình trên dành cho mật độ của mật độ khuếch tán đối với các điện tử và lỗ trống nhưng mật độ tổng thể của dòng điện của các lỗ trống hoặc điện tử tương ứng có thể được cho bằng tổng của dòng khuếch tán & dòng trôi.
Trong các phương trình trên, 'Dn' và 'Dp' là hệ số khuếch tán của electron cũng như lỗ trống
Tổng mật độ khuếch tán liên quan đến các electron được viết là
Jn = Dòng trôi + Dòng khuếch tán
Jn = enμnE + eDn dn / dx
Toàn bộ mật độ khuếch tán của các lỗ trống được đưa ra thông qua các phương trình mật độ riêng của các electron & lỗ trống. Vì vậy, mật độ của tổng dòng điện có thể được viết là
Jp = Dòng trôi + Dòng khuếch tán
Jp = epμpE - eDp dp / dx
Câu hỏi thường gặp
1). Dòng điện khuếch tán trong Polarography là gì?
Một điện cực giống như giọt thủy ngân trong phép phân cực, dòng chảy được kiểm soát thông qua tốc độ khuếch tán của các loại dung dịch hoạt động trên nồng độ gradient được tạo ra bằng cách loại bỏ các phân tử hoặc ion trên bề mặt của điện cực.
2). Chiều dài khuếch tán là gì?
Chiều dài trung bình của chất mang di chuyển giữa quá trình tạo và tái tổ hợp được gọi là chiều dài khuếch tán.
3). Hiện tại là gì?
Đó là tốc độ dòng chảy của hạt tải điện.
4). Công thức hiện tại là gì?
Công thức là I = V / R
Ở đâu,
‘I’ là dòng điện
‘V’ là hiệu điện thế
‘R’ là điện trở của dây
5). Trôi có nghĩa là gì?
Dòng trôi là dòng của các hạt tải điện như electron & lỗ trống do điện trường hoặc điện áp đặt vào.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về dòng khuếch tán và các phương trình của mật độ dòng điện này có thể được mô tả cho electron cũng như lỗ trống. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, sự khác biệt giữa drift & diffusion current là gì?
