De diffusiestroom wordt voornamelijk opgewekt in halfgeleiders waar de doping niet consistent is. Om de dotering dus consistent te maken, vinden de ladingsdragers hierin stromen plaats van het gebied met hoge concentratie naar lage concentratie. Dus dit staat bekend als diffusiestroom. Over het algemeen vindt dit proces niet plaats bij geleiders. De belangrijkste functie van deze stroom in de halfgeleider is te wijten aan de dominerende stroom op de kruising. Bij de stabiliteitstoestand zijn de nettostromen nul, aangezien de voorwaartse stroom onbevooroordeeld is door de omgekeerde driftstroom, maar zowel de stromen zoals drift en diffusie zijn aanwezig in het uitputtingsgebied. Dit artikel bespreekt een overzicht van wat bedoel je met diffusiestroom en zijn formule.
Wat is diffusiestroom?
Definitie: De diffusiestroom kan worden gedefinieerd als de ladingsdragers binnenin een halfgeleider zoals gaten of elektronen stromen van een toestand met een hoge concentratie naar een toestand met een lage concentratie. Het gebied waar een aantal elektronen aanwezig kan zijn, staat bekend als een hogere concentratie, terwijl het gebied waar een laag aantal elektronen aanwezig kan zijn, bekend staat als een lage concentratie. De stroom van stroom kan worden gegenereerd door de stroom van ladingsdragers van hoge naar lage regio's. Het diffusieproces vindt voornamelijk plaats binnen een halfgeleider wanneer die niet-consistent is gedoteerd.
Diffusiestroom in N-type halfgeleider
Het diagram van een n-type halfgeleider wordt hieronder weergegeven. Wanneer we een niet-consistent gedoteerd N-type halfgeleidermateriaal beschouwen, is een aantal elektronen aanwezig op een hoog niveau, terwijl het lage aantal elektronen aanwezig is op de laag niveau gebieden. Het voorkomen van het aantal elektronen aan de hoge-niveauzijde in het halfgeleidermateriaal kan groter zijn. Bijgevolg kan een afstotende kracht van elkaar worden ervaren. De stroom elektronen in het halfgeleidermateriaal zal van een hoog naar een laag gebied gaan om een consistente elektronenconcentratie te krijgen.
diffusiestroom-in-halfgeleider
Daarom wordt het materiaal gelijk aan de elektronenconcentratie. De elektronen die van het linker gebied naar het rechter gebied stromen, zullen stroom vormen. In dit materiaal verloopt het diffusieproces hoofdzakelijk op dezelfde manier. Zowel de stromingen als drift & diffusie zal hebben plaatsgevonden binnen halfgeleiderapparaten. Deze stroom kan optreden wanneer het elektrische veld wordt aangelegd en niet binnen a bestuurder De richting van deze stroom is vergelijkbaar of omgekeerd in vergelijking met driftstroom.
Diffusiestroomformule
De diffusiestroomformule voor de concentratiegradiënt en dichtheidsvergelijking wordt hieronder besproken.
Concentratiegradiënt
In elk halfgeleidermateriaal bestaat er een bestaan van elektronen, anders gaat de concentratie in gaten. De ongelijkheid binnen dit elektron, anders kan de gatenconcentratie een concentratiegradiënt worden genoemd. De dichtheid is vergelijkbaar met de concentratiegradiënt.
Als de waarde van de concentratiegradiënt hoog is, zal de dichtheid van de stroom vervolgens hoog zijn. Als de waarde van de concentratiegradiënt kleiner is, is de diffusiedichtheid ook laag.
De vergelijkingen tussen de dichtheden en concentratiegradiënten kunnen worden geschreven als
De vergelijking van concentratiegradiënt en stroomdichtheid van de N-type halfgeleider wordt hieronder weergegeven.
Jn ∝ dn / dx
De vergelijking van concentratiegradiënt en stroomdichtheid van de P-type halfgeleider wordt hieronder weergegeven.
Jp ∝ dn / dx
Hier, met betrekking tot gaten en elektronen, betekent het de dichtheid
In de bovenstaande vergelijkingen is ‘Jn’ de stroomdichtheid vanwege elektronen
‘Jp’ is de diffusie van stroomdichtheid vanwege gaten.
Diffusiestroomdichtheidsvergelijking
De diffusiedichtheid als gevolg van de dragerconcentratie van elektronen kan worden geschreven door mtwee/V.s
Jn = + eDn dn / dx
Evenzo kan de diffusiedichtheid als gevolg van de dragerconcentratie van gaten worden geschreven als
Jp = -eDp dp / dx
De bovenstaande vergelijking is voor de dichtheden van diffusiedichtheden met betrekking tot elektronen en gaten, maar de totale dichtheid van de stroom van respectieve gaten of elektronen kan worden gegeven door de som van de diffusie- en driftstroom.
In de bovenstaande vergelijkingen zijn ’Dn’ en ‘Dp’ de diffusiecoëfficiënt van zowel elektronen als gaten
De totale diffusiedichtheid met betrekking tot elektronen wordt geschreven als
Jn = driftstroom + diffusiestroom
Jn = enμnE + eDn dn / dx
De volledige diffusiedichtheid van gaten wordt gegeven door de individuele dichtheidsvergelijkingen van elektronen en gaten. Dus de dichtheid van de totale stroom kan worden geschreven als
Jp = Driftstroom + Diffusiestroom
Jp = epμpE - eDp dp / dx
Veelgestelde vragen
1). Wat is diffusiestroom in polarografie?
Een elektrode zoals kwik laten vallen in polarografie, de stroom wordt gecontroleerd door de diffusiesnelheid van de actieve oplossingsoorten over de gradiëntconcentratie die wordt gegenereerd door moleculen of ionen aan het oppervlak van de elektrode te verwijderen.
2). Wat is de diffusielengte?
De gemiddelde lengte van een drager die stroomt tussen generatie en recombinatie staat bekend als diffusielengte.
3). Wat is actueel?
Het is het debiet van de elektrische ladingsdrager.
4). Wat is de huidige formule?
De formule is I = V / R
Waar,
‘Ik’ is de elektrische stroom
‘V’ is een elektrische spanning
‘R’ is de weerstand van de draad
5). Wat betekent drift?
Driftstroom is de stroom van ladingsdragers zoals elektronen en gaten vanwege het aangelegde elektrische veld of de spanning.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van diffusiestroom en de vergelijkingen van deze stroomdichtheden kunnen zowel voor elektronen als voor gaten worden beschreven. Hier is een vraag voor u, wat is het verschil tussen drift- en diffusiestroom?
