Arus penyebaran terutamanya dihasilkan dalam semikonduktor di mana doping tidak konsisten. Oleh itu, untuk menjadikan doping konsisten, aliran pembawa muatan berlaku dari kawasan berkepekatan tinggi ke kepekatan rendah. Jadi ini dikenali sebagai arus penyebaran. Secara amnya, proses ini tidak berlaku dalam konduktor. Fungsi utama arus ini dalam semikonduktor adalah kerana arus yang dominan di persimpangan. Pada keadaan kestabilan, arus bersih adalah sifar kerana arus ke hadapan tidak berat sebelah melalui arus drift terbalik namun kedua-dua arus seperti drift & diffusion terdapat di kawasan penipisan. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan apa maksud anda dengan arus penyebaran dan formula.
Apakah Diffusion Semasa?
Definisi: Arus penyebaran dapat didefinisikan sebagai pembawa muatan di dalamnya semikonduktor seperti lubang atau elektron mengalir dari keadaan kepekatan tinggi ke keadaan kepekatan rendah. Kawasan di mana sejumlah elektron dapat hadir dikenali sebagai kepekatan yang lebih tinggi sedangkan kawasan di mana bilangan elektron yang rendah dapat hadir dikenal sebagai kepekatan rendah. Aliran arus dapat dihasilkan kerana aliran pembawa muatan dari kawasan tinggi ke kawasan rendah. Proses penyebaran terutamanya berlaku dalam semikonduktor apabila ia didoping secara tidak konsisten.
Arus Difusi dalam Semikonduktor jenis-N
Gambarajah semikonduktor jenis-n ditunjukkan di bawah. Apabila kita menganggap bahan semikonduktor jenis-N yang tidak dilekatkan secara konsisten, sebilangan elektron hadir di kawasan tahap tinggi sedangkan bilangan elektron yang rendah terdapat di kawasan aras rendah. Kejadian bilangan elektron pada sisi aras tinggi dalam bahan semikonduktor boleh menjadi lebih banyak. Akibatnya, daya tolakan dapat dialami antara satu sama lain. Aliran elektron dalam bahan semikonduktor akan dari kawasan tinggi ke kawasan rendah untuk mendapatkan kepekatan elektron yang konsisten.
penyebaran-arus-dalam-semikonduktor
Oleh itu, bahan tersebut setara dengan kepekatan elektron. Elektron mengalir dari kawasan kiri ke kawasan kanan akan membentuk arus. Dalam bahan ini, proses penyebaran terutamanya berlaku dengan cara yang sama. Kedua-dua arus suka melayang & penyebaran akan berlaku dalam peranti semikonduktor. Arus ini boleh berlaku semasa medan elektrik diterapkan dan tidak berlaku dalam a pemandu . Arah arus ini serupa atau terbalik jika dibandingkan dengan arus hanyut.
Formula Semasa Penyebaran
Formula arus penyebaran untuk persamaan kecerunan dan ketumpatan dibincangkan di bawah.
Kecerunan Konsentrasi
Di mana-mana bahan semikonduktor, terdapat kewujudan elektron jika tidak, kepekatan lubang. Jurang dalam elektron ini jika tidak, kepekatan lubang boleh disebut sebagai kecerunan kepekatan. Ketumpatannya dibandingkan dengan kecerunan kepekatan.
Sekiranya nilai kecerunan kepekatan tinggi, maka ketumpatan arus akan tinggi. Sekiranya nilai kecerunan kepekatan kurang, maka ketumpatan resapan juga rendah.
Persamaan antara ketumpatan & kecerunan kepekatan boleh ditulis sebagai
Persamaan kecerunan kepekatan & ketumpatan arus semikonduktor jenis-N ditunjukkan di bawah.
Jn ∝ dn / dx
Persamaan kecerunan kepekatan & ketumpatan arus semikonduktor jenis-P ditunjukkan di bawah.
Jp ∝ dn / dx
Di sini, berkenaan dengan lubang dan juga elektron, ini menandakan ketumpatannya
Dalam persamaan di atas, ‘Jn’ adalah ketumpatan arus kerana elektron
‘Jp’ adalah penyebaran ketumpatan arus kerana lubang.
Persamaan Ketumpatan Semasa Difusi
Ketumpatan resapan kerana kepekatan pembawa elektron dapat ditulis oleh mdua/ V.s
Jn = + eDn dn / dx
Begitu juga, ketumpatan resapan kerana kepekatan lubang pembawa boleh ditulis sebagai
Jp = -eDp dp / dx
Persamaan di atas adalah untuk ketumpatan jarak difusi berkenaan dengan elektron dan lubang tetapi ketumpatan keseluruhan arus lubang atau elektron masing-masing dapat diberikan dengan jumlah arus penyebaran & arus.
Dalam persamaan di atas, 'Dn' dan 'Dp' adalah pekali penyebaran elektron dan juga lubang
Keseluruhan ketumpatan resapan berkenaan dengan elektron ditulis sebagai
Jn = Arus Drift + Arus Difusi
Jn = enμnE + eDn dn / dx
Ketumpatan resapan keseluruhan lubang diberikan melalui persamaan ketumpatan individu elektron & lubang. Jadi ketumpatan arus keseluruhan boleh ditulis sebagai
Jp = Arus melayang + Arus penyebaran
Jp = epμpE - eDp dp / dx
Soalan Lazim
1). Apakah Arus Difusi dalam Polarografi?
Elektrod seperti menjatuhkan merkuri dalam polarografi, aliran dikawal melalui kadar penyebaran jenis larutan aktif merentasi kepekatan gradien yang dihasilkan dengan mengeluarkan molekul atau ion di permukaan elektrod.
2). Berapakah panjang penyebaran?
Panjang purata pembawa yang mengalir antara penjanaan & pengumpulan semula dikenali sebagai panjang penyebaran.
3). Apa yang ada sekarang?
Ini adalah kadar aliran pembawa cas elektrik.
4). Apakah formula semasa?
Formulanya ialah I = V / R
Di mana,
‘I’ adalah arus elektrik
‘V’ adalah voltan elektrik
‘R’ adalah rintangan wayar
5). Apa maksud Drift?
Arus drift adalah aliran pembawa cas seperti elektron & lubang kerana medan elektrik atau voltan yang digunakan.
Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan arus penyebaran dan persamaan ketumpatan arus ini dapat dijelaskan untuk elektron dan juga lubang. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah perbezaan antara arus drift & diffusion?
