Sự di chuyển của các vật mang điện tích hoặc dòng điện trong vật lý và điện hóa vật chất ngưng tụ được gọi là dòng trôi. Điều này có thể xảy ra do điện trường tác dụng trong một khoảng cách nhất định. Đây thường được gọi là sức điện động. Trong vật liệu bán dẫn, một khi điện trường được đặt vào thì dòng điện có thể được tạo ra do các hạt tải điện chạy trong chất bán dẫn . Vận tốc trung bình của vật mang điện tích trong dòng trôi được gọi là dòng trôi. Dòng điện & vận tốc trôi thu được có thể được mô tả thông qua tính linh động của điện tử hoặc điện. Bài viết này thảo luận tổng quan về dòng trôi.
Drift hiện tại là gì?
Nguồn gốc: Luồng của các chất mang điện tích để đáp ứng với điện trường được gọi là dòng trôi. Khái niệm này thường được sử dụng trong bối cảnh electron & lỗ trống trong chất bán dẫn. Mặc dù vậy, khái niệm này cũng được sử dụng trong kim loại, chất điện phân, v.v.
Trôi hiện tại
Một khi điện trường được đặt vào chất bán dẫn, các hạt tải điện sẽ bắt đầu chạy để tạo ra dòng điện. Các lỗ trống trong chất bán dẫn sẽ chạy qua điện trường trong khi các điện tử sẽ chạy ngược chiều với điện trường. Ở đây, mỗi dòng mang điện tích có thể được mô tả như một vận tốc trôi không đổi (Vd). Tổng của dòng điện này chủ yếu phụ thuộc vào sự chú ý của các vật mang điện tích và tính di động của chúng trong vật liệu.
Vui lòng tham khảo liên kết này để biết về Dòng điện khuếch tán trong chất bán dẫn và nguồn gốc của nó là gì
Dòng trôi trong chất bán dẫn
Chúng ta biết rằng có hai loại hạt tải điện có trong chất bán dẫn là electron & lỗ trống. Một khi điện trường được đặt vào chất bán dẫn, thì dòng electron sẽ theo hướng của + cực Ve của pin trong khi các lỗ trống sẽ chảy theo hướng của cực –Ve của pin.
Dòng trôi trong chất bán dẫn
Trong chất bán dẫn, hạt mang điện tích âm là electron và hạt tải điện dương là lỗ trống. Chúng ta đã thảo luận rằng hướng của dòng electron sẽ bị cực dương của pin hút trong khi các lỗ trống bị hút bởi cực âm của pin.
Trong vật liệu bán dẫn, hướng chuyển động của các electron sẽ bị thay đổi do sự va chạm liên tục giữa các nguyên tử. Mỗi khi luồng điện tử sẽ va chạm vào một nguyên tử và bật trở lại một cách ngẫu nhiên. Tuy nhiên, điện áp đặt vào chất bán dẫn không ngăn cản sự va chạm cũng như chuyển động ngẫu nhiên của các electron, nó làm cho các electron trôi theo hướng của cực dương.
Do điện trường hoặc điện áp đặt vào, vận tốc trung bình có thể đạt được bởi các điện tử hoặc lỗ trống được gọi là vận tốc trôi.
Phép tính
Vận tốc trôi của electron có thể được cho là
Vn= µnLÀ
Tương tự, vận tốc trôi của lỗ có thể được đưa ra là
Vp= µpLÀ
Từ các phương trình trên
Vn & Vp là vận tốc trôi của electron & lỗ trống
µn & µp là độ linh động của các electron và lỗ trống
‘E’ là điện trường
Mật độ dòng trôi dạt
Mật độ của dòng điện này do các electron tự do có thể được viết là
Jn= enµnLÀ
Mật độ của dòng điện này do các lỗ có thể được viết là
Jp= epµpLÀ
Từ các phương trình trên,
Jn & Jp đang trôi đi mật độ dòng điện vì các electron & lỗ trống
e = điện tích electron (1,602 × 10-19 Coulombs).
n & p là không. của electron và lỗ trống
Vì vậy, dẫn xuất mật độ của dòng điện này có thể được cho là
J = Jn + Jp
Thay các giá trị Jn & Jp vào phương trình trên, chúng ta nhận được
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
Mối quan hệ giữa dòng điện và vận tốc trôi
Trong một dây dẫn, chiều dài và diện tích được ký hiệu là l & A. Do đó, khối lượng dây dẫn có thể được cho là AI
Nếu không. của các electron tự do đối với mỗi đơn vị khối lượng trong vật dẫn là ‘n’, sau đó là toàn bộ không. của các electron tự do bên trong vật dẫn sẽ là A / n.
Nếu điện tích trên mỗi electron là 'e' thì toàn bộ điện tích trên các electron bên trong vật dẫn được cho là
Q = A / không
Khi một nguồn cung cấp điện áp được đặt qua hai đầu của dây dẫn bằng pin, thì điện trường có thể xảy ra trên dây dẫn
E = V / l
Do điện trường này, dòng electron bên trong vật dẫn sẽ bắt đầu chạy với vận tốc trôi về phía cực dương của vật dẫn. Do đó, thời gian cần thiết để vật dẫn qua các electron có thể được cho là
T = l/vd
Khi hiện tại I = q / t
Thay thế các giá trị Q & T trong phương trình trên, chúng ta nhận được
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
Trong phương trình trên, A, n & e là hằng số. Vì vậy, ‘I’ tỷ lệ thuận với vận tốc trôi (I∞vd)
Vui lòng tham khảo liên kết này để biết về Dòng điện trôi dạt và khuếch tán là gì & Sự khác biệt của chúng
Câu hỏi thường gặp
1). Dòng trôi & khuếch tán trong chất bán dẫn là gì?
Dòng chảy trong chất bán dẫn là dòng trôi & dòng khuếch tán.
2). Sự khác biệt chính giữa dòng trôi và khuếch tán là gì?
Dòng điện này chủ yếu phụ thuộc vào điện trường đặt vào: nếu không có điện trường thì sẽ không có dòng điện trôi trong khi dòng điện khuếch tán xảy ra mặc dù có điện trường trong chất bán dẫn
3). Định nghĩa của current là gì?
Dòng của các hạt tải điện được gọi là dòng điện. Điều này có thể được tính toán từ định luật Ohm (V = IR)
4). Dòng điện có những loại nào?
Chúng là AC (dòng điện xoay chiều) & DC (dòng điện một chiều)
5). Công thức vận tốc trôi là gì?
Nó có thể được tính bằng công thức I = nqAvd
6). Các yếu tố sẽ ảnh hưởng đến vận tốc trôi là gì?
Các yếu tố như nhiệt độ cao và nồng độ chất mang cao.
7). Các loại chất bán dẫn là gì?
Chúng là chất bán dẫn nội tại & chất bán dẫn bên ngoài
số 8). Vận tốc trôi có phụ thuộc vào diện tích mặt cắt ngang không?
Không, nó không phụ thuộc vào diện tích mặt cắt ngang hoặc chiều dài của dây
9). Dòng điện khuếch tán sẽ xảy ra như thế nào trong chất bán dẫn?
Dòng điện khuếch tán có thể được tạo ra bởi chất bán dẫn do sự khuếch tán của hạt tải điện.
10). Điện áp đầu gối là gì?
Nếu điện áp cao hơn một ngưỡng nhất định, thì dòng điện sẽ chạy qua diode, vì vậy đây được gọi là điện áp đầu gối.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về dòng trôi trong chất bán dẫn, tính toán và dẫn xuất của nó. Vì vậy, đây là tất cả về một cái nhìn tổng quan về dòng trôi trong chất bán dẫn, tính toán và nguồn gốc của nó. Khái niệm này chủ yếu liên quan đến bên trong một chất bán dẫn pha tạp chất, nơi nó bao gồm các hạt mang điện như electron và lỗ trống. Sau khi cung cấp điện áp cho chất bán dẫn thì chúng ta có thể quan sát dòng chảy của các hạt tải điện. Tùy thuộc vào cực của nhà cung cấp điện tích, nó bị hút vào các cực của pin. Do đó, điện trường có thể được ứng dụng do sự chuyển động của các hạt tải điện để tạo ra dòng điện. Vận tốc thiết yếu của dòng chất mang điện tích có thể được gọi là vận tốc trôi. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, dòng điện khuếch tán là gì?
