กระแสการแพร่กระจายส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน เซมิคอนดักเตอร์ ที่ยาสลบไม่สอดคล้องกัน ดังนั้นเพื่อให้ยาสลบมีความสม่ำเสมอผู้ให้บริการประจุจะไหลภายในสิ่งนี้เกิดขึ้นจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำ ดังนั้นจึงเรียกว่ากระแสการแพร่กระจาย โดยทั่วไปกระบวนการนี้ไม่ได้เกิดขึ้นภายในตัวนำ หน้าที่หลักของกระแสนี้ภายในเซมิคอนดักเตอร์เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่มีอำนาจเหนือทางแยก ที่สภาวะความเสถียรกระแสสุทธิจะเป็นศูนย์เนื่องจากกระแสไปข้างหน้าไม่เอนเอียงผ่านกระแสดริฟท์ย้อนกลับอย่างไรก็ตามกระแสทั้งสองอย่างเช่นดริฟท์และการแพร่กระจายจะมีอยู่ในพื้นที่พร่อง บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ กระแสการแพร่กระจายหมายความว่าอย่างไร และสูตรของมัน
Diffusion Current คืออะไร?
คำจำกัดความ: กระแสการแพร่สามารถกำหนดให้เป็นตัวพาประจุภายใน เซมิคอนดักเตอร์ เช่นโฮลหรืออิเล็กตรอนไหลจากสถานะความเข้มข้นสูงไปยังสถานะความเข้มข้นต่ำ บริเวณที่สามารถมีอิเล็กตรอนได้จำนวนหนึ่งเรียกว่ามีความเข้มข้นสูงกว่าในขณะที่บริเวณที่สามารถมีอิเล็กตรอนได้จำนวนต่ำเรียกว่าความเข้มข้นต่ำ การไหลของกระแสสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการไหลของตัวพาประจุจากบริเวณที่สูงไปยังพื้นที่ต่ำ กระบวนการแพร่กระจายส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในเซมิคอนดักเตอร์เมื่อมีการเจือไม่สม่ำเสมอ
กระแสการแพร่กระจายในสารกึ่งตัวนำชนิด N
แผนภาพของสารกึ่งตัวนำชนิด n แสดงไว้ด้านล่าง เมื่อเราพิจารณาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ที่ไม่ได้รับการเจืออย่างสม่ำเสมอจะมีอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งอยู่ในบริเวณระดับสูงในขณะที่มีอิเล็กตรอนต่ำอยู่ในบริเวณระดับต่ำ การเกิดจำนวนอิเล็กตรอนที่ด้านระดับสูงในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงสามารถสัมผัสพลังที่น่ารังเกียจจากกันและกันได้ การไหลของอิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะจากบริเวณที่สูงไปยังบริเวณที่ต่ำเพื่อให้ได้ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนที่สม่ำเสมอ
การแพร่กระจายกระแสในเซมิคอนดักเตอร์
ดังนั้นวัสดุจึงได้รับเทียบเท่ากับความเข้มข้นของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนที่ไหลจากบริเวณด้านซ้ายไปยังพื้นที่ด้านขวาจะรวมตัวกันเป็นกระแส ในวัสดุนี้กระบวนการแพร่กระจายส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน ทั้งกระแสชอบ ล่องลอย & การแพร่กระจายจะเกิดขึ้นภายในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ กระแสไฟฟ้านี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อใช้สนามไฟฟ้าและไม่เกิดขึ้นภายใน a คนขับ . ทิศทางของกระแสนี้ใกล้เคียงกันหรือย้อนกลับเมื่อเปรียบเทียบกับกระแสดริฟต์
สูตรปัจจุบันการแพร่กระจาย
สูตรปัจจุบันของการแพร่กระจายสำหรับสมการการไล่ระดับความเข้มข้นและความหนาแน่นจะกล่าวถึงด้านล่าง
ความเข้มข้นไล่ระดับสี
ในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ใด ๆ มีการดำรงอยู่ของอิเล็กตรอนมิฉะนั้นความเข้มข้นของรู ความเหลื่อมล้ำภายในอิเล็กตรอนนี้ความเข้มข้นของรูสามารถเรียกได้ว่าเป็นการไล่ระดับความเข้มข้น ความหนาแน่นเปรียบเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้น
ถ้าค่าของการไล่ระดับความเข้มข้นสูงความหนาแน่นของกระแสจะสูงในเวลาต่อมา ถ้าค่าของการไล่ระดับความเข้มข้นน้อยกว่าความหนาแน่นของการแพร่กระจายก็จะต่ำเช่นกัน
สมการระหว่างความหนาแน่นและการไล่ระดับความเข้มข้นสามารถเขียนเป็น
สมการของการไล่ระดับความเข้มข้นและความหนาแน่นกระแสของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N แสดงไว้ด้านล่าง
Jn ∝ dn / dx
สมการของการไล่ระดับความเข้มข้นและความหนาแน่นกระแสของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P แสดงไว้ด้านล่าง
Jp ∝ dn / dx
ในส่วนที่เกี่ยวกับหลุมและอิเล็กตรอนนั้นหมายถึงความหนาแน่น
ในสมการข้างต้น 'Jn' คือความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเนื่องจากอิเล็กตรอน
‘Jp’ คือการแพร่กระจายของความหนาแน่นกระแสเนื่องจากมีรู
การแพร่กระจายสมการความหนาแน่นปัจจุบัน
ความหนาแน่นของการแพร่เนื่องจากความเข้มข้นของอิเล็กตรอนสามารถเขียนได้โดย มสอง/V.s
Jn = + eDn dn / dx
ในทำนองเดียวกันความหนาแน่นของการแพร่เนื่องจากความเข้มข้นของตัวพาหะสามารถเขียนเป็น
Jp = -eDp dp / dx
สมการข้างต้นใช้สำหรับความหนาแน่นของความหนาแน่นของการแพร่กระจายที่เกี่ยวกับอิเล็กตรอนและโฮล แต่ความหนาแน่นโดยรวมของกระแสของหลุมหรืออิเล็กตรอนตามลำดับสามารถหาได้จากผลรวมของการแพร่กระจายและกระแสดริฟต์
ในสมการข้างต้น 'Dn' และ 'Dp' คือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของอิเล็กตรอนและโฮล
ความหนาแน่นของการแพร่รวมที่เกี่ยวกับอิเล็กตรอนเขียนเป็น
Jn = กระแสดริฟต์ + กระแสการแพร่กระจาย
Jn = enμnE + eDn dn / dx
ความหนาแน่นของการแพร่กระจายทั้งหมดของรูจะได้รับจากสมการความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและโฮล ดังนั้นความหนาแน่นของกระแสรวมสามารถเขียนเป็น
Jp = กระแสดริฟต์ + กระแสแพร่
Jp = epμpE - eDp dp / dx
คำถามที่พบบ่อย
1). กระแสการแพร่กระจายในโพลาโรกราฟฟีคืออะไร?
อิเล็กโทรดเช่นการทิ้งปรอทในโพลากราฟการไหลจะถูกควบคุมโดยอัตราการแพร่กระจายของชนิดสารละลายที่ใช้งานอยู่ในความเข้มข้นของการไล่ระดับสีที่สร้างขึ้นโดยการกำจัดโมเลกุลหรือไอออนที่พื้นผิวของขั้วไฟฟ้า
2). ความยาวการแพร่กระจายคืออะไร?
ความยาวเฉลี่ยของพาหะซึ่งไหลระหว่างการสร้างและการรวมตัวกันใหม่เรียกว่าความยาวการแพร่กระจาย
3). ปัจจุบันคืออะไร?
มันคืออัตราการไหลของตัวพาประจุไฟฟ้า
4). สูตรปัจจุบันคืออะไร?
สูตรคือ I = V / R
ที่ไหน
‘I’ คือกระแสไฟฟ้า
‘V’ คือแรงดันไฟฟ้า
‘R’ คือความต้านทานของลวด
5). Drift หมายถึงอะไร?
กระแสดริฟต์คือการไหลของตัวพาประจุเช่นอิเล็กตรอนและโฮลเนื่องจากสนามไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของกระแสการแพร่กระจาย และสมการของความหนาแน่นกระแสเหล่านี้สามารถอธิบายได้สำหรับอิเล็กตรอนและโฮล นี่คือคำถามสำหรับคุณอะไรคือความแตกต่างระหว่างกระแสดริฟท์และการแพร่กระจาย?