Le mouvement des porteurs de charge ou courant électrique dans la physique de la matière condensée et l'électrochimie est connue sous le nom de courant de dérive. Cela peut être dû au champ électrique appliqué sur une distance donnée. Ceci est souvent appelé la force électromotrice. Dans un matériau semi-conducteur, une fois qu'un champ électrique est appliqué, un courant peut être généré en raison du flux de porteurs de charge à l'intérieur. le semi-conducteur . La vitesse moyenne du porteur de charge dans le courant de dérive est appelée courant de dérive. Le courant et la vitesse de dérive qui en résultent peuvent être décrits par l'électron ou la mobilité électrique. Cet article présente une vue d'ensemble du courant de dérive.
Qu'est-ce que le courant de dérive?
Dérivation: Le flux de porteurs de charge en réponse au champ électrique est appelé courant de dérive. Ce concept est fréquemment utilisé dans le contexte des électrons et des trous dans le semi-conducteur. Même si ce concept est également utilisé dans les métaux, les électrolytes, etc.
Courant de dérive
Une fois qu'un champ électrique est appliqué à un semi-conducteur, les porteurs de charge commenceront à circuler pour générer du courant. Les trous dans le semi-conducteur traverseront le champ électrique tandis que les électrons s'écouleront à l'opposé du champ électrique. Ici, chaque flux de porteurs de charge peut être décrit comme une vitesse de dérive constante (Vd). La somme de ce courant dépend principalement de l'attention des porteurs de charge et de leur mobilité dans le matériau.
Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus Qu'est-ce que le courant de diffusion dans les semi-conducteurs et ses dérivés
Courant de dérive dans les semi-conducteurs
Nous savons qu'il existe deux types de porteurs de charge présents dans les semi-conducteurs, à savoir les électrons et les trous. Une fois le champ électrique appliqué à un semi-conducteur, alors le flux d'électrons se fera dans le sens de la borne + Ve d'une batterie tandis que les trous s'écouleront dans le sens de la borne –Ve d'une batterie.
Courant de dérive dans les semi-conducteurs
Dans un semi-conducteur, les porteurs de charge négative sont des électrons et les porteurs de charge positive sont des trous. Nous avons déjà discuté que la direction du flux d'électrons sera attirée par la borne positive de la batterie tandis que les trous sont attirés par la borne négative de la batterie.
Dans un matériau semi-conducteur, la direction du flux d'électrons sera modifiée en raison de la collision continue à travers les atomes. Chaque fois que le flux d'électrons frappera un atome et rebondira de manière aléatoire. La tension appliquée à un semi-conducteur n’empêche pas la collision ainsi que le mouvement aléatoire des électrons, cependant, elle fait dériver les électrons dans la direction de la borne positive.
En raison du champ électrique ou de la tension appliquée, la vitesse moyenne peut être obtenue par des électrons ou des trous sont connus sous le nom de vitesse de dérive.
Calcul
La vitesse de dérive des électrons peut être donnée comme
Vn= µnEST
De même, la vitesse de dérive des trous peut être donnée comme
Vp= µpEST
À partir des équations ci-dessus
Vn et Vp sont la vitesse de dérive des électrons et des trous
µn et µp sont la mobilité des électrons et des trous
«E» est un champ électrique appliqué
Dérivation de la densité de courant de dérive
La densité de ce courant à cause des électrons libres peut s'écrire
Jn= enµnEST
La densité de ce courant à cause des trous peut s'écrire
Jp= epµpEST
À partir des équations ci-dessus,
Jn et Jp dérivent de la densité de courant à cause des électrons et des trous
e = charge électronique (1,602 × 10-19 Coulombs).
n & p sont non. d'électrons et de trous
Ainsi, la dérivation de densité de ce courant peut être donnée comme
J = Jn + Jp
Remplacez les valeurs Jn & Jp dans l'équation ci-dessus, puis nous obtenons
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
La relation entre le courant et la vitesse de dérive
Dans un conducteur, la longueur et la surface sont notées l & A. Ainsi, le volume du conducteur peut être donné comme IA
Si le non. d’électrons libres pour chaque unité de volume dans le conducteur est «n», alors le tout non. des électrons libres dans le conducteur seront A / n.
Si la charge sur chaque électron est «e» alors la charge entière sur les électrons dans le conducteur est donnée comme
Q = A / non
Lorsqu'une alimentation en tension est appliquée aux deux bornes du conducteur à l'aide d'une batterie, le champ électrique peut se produire à travers le conducteur
E = V / l
En raison de ce champ électrique, le flux d'électrons dans le conducteur commencera à s'écouler à travers une vitesse de dérive vers la borne positive du conducteur. Ainsi, le temps nécessaire pour traverser le conducteur à travers les électrons peut être donné comme
T = l / eg
Quand courant I = q / t
Remplacez les valeurs Q & T dans l'équation ci-dessus, puis nous obtenons
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
Dans l'équation ci-dessus, A, n et e sont constants. Donc «I» est directement proportionnel à la vitesse de dérive (I∞vd)
Veuillez vous référer à ce lien pour connaître le Qu'est-ce que le courant de dérive et de diffusion et leurs différences
FAQ
1). Qu'est-ce que le courant de dérive et de diffusion dans le semi-conducteur?
La circulation des courants dans un semi-conducteur est constituée de courants de dérive et de diffusion.
2). Quelle est la principale différence entre la dérive et le courant de diffusion?
Ce courant dépend principalement du champ électrique appliqué: s'il n'y a pas de champ électrique, il n'y a pas de courant de dérive alors que le courant de diffusion se produit même s'il y a un champ électrique dans le semi-conducteur
3). Quelle est la définition de courant?
Le flux des porteurs de charge est appelé courant. Cela peut être calculé à partir de la loi d'Ohm (V = IR)
4). Quels sont les types de courant?
Ils sont AC (courant alternatif) et DC (courant continu)
5). Quelle est la formule de vitesse de dérive?
Il peut être calculé en utilisant la formule I = nqAvd
6) Quels sont les facteurs qui affecteront la vitesse de dérive?
Des facteurs comme une température élevée et une concentration élevée de porteurs.
7). Quels sont les types de semi-conducteurs?
Ce sont des semi-conducteurs intrinsèques et des semi-conducteurs extrinsèques
8). La vitesse de la dérive dépend-elle de la section transversale?
Non, cela ne dépend pas de la section transversale ou de la longueur du fil
9). Comment le courant de diffusion se produira-t-il dans un semi-conducteur?
Le courant de diffusion peut être provoqué par un semi-conducteur en raison de la diffusion du porteur de charge.
dix). Qu'est-ce que la tension du genou?
Si la tension est supérieure à un certain seuil, le courant circulera dans toute la diode, c'est ce qu'on appelle la tension de coude.
Ainsi, il s'agit de un aperçu du courant de dérive dans le semi-conducteur, le calcul et sa dérivation. Il s'agit donc d'un aperçu du courant de dérive dans le semi-conducteur, du calcul et de sa dérivation. Ce concept concerne principalement un semi-conducteur dopé où il comprend des porteurs de charge comme des électrons et des trous. Une fois que la tension d'alimentation est donnée au semi-conducteur, nous pouvons observer le flux des porteurs de charge. En fonction de la polarité du support de charge, il est attiré par les bornes de la batterie. Par conséquent, le champ électrique peut être appliqué en raison du flux de porteurs de charge pour générer le courant. La vitesse essentielle pour l'écoulement des porteurs de charge peut être appelée vitesse de dérive. Voici une question pour vous, qu'est-ce que le courant de diffusion?
