O que é corrente de deriva: derivação e seu cálculo

Experimente Nosso Instrumento Para Eliminar Problemas





O movimento de portadores de carga ou corrente elétrica dentro da física da matéria condensada e eletroquímica é conhecida como corrente de deriva. Isso pode ocorrer devido ao campo elétrico aplicado em uma determinada distância. Isso é freqüentemente chamado de força eletromotriz. Em um material semicondutor, uma vez que um campo elétrico é aplicado, a corrente pode ser gerada por causa do fluxo de portadores de carga dentro o semicondutor . A velocidade média do portador de carga dentro da corrente de deriva é conhecida como corrente de deriva. A corrente e a velocidade de deriva resultantes podem ser descritas por meio de elétrons ou mobilidade elétrica. Este artigo discute uma visão geral da corrente de deriva.

O que é corrente de deriva?

Derivação: O fluxo de portadores de carga em resposta ao campo elétrico é conhecido como corrente de deriva. Este conceito é freqüentemente usado no contexto de elétrons e lacunas no semicondutor. Mesmo assim, este conceito também é usado em metais, eletrólitos, etc.




Corrente de Deriva

Corrente de Deriva

Uma vez que um campo elétrico é aplicado a um semicondutor, portadores de carga começarão a fluir para gerar corrente. Os buracos no semicondutor fluirão através do campo elétrico, enquanto os elétrons fluirão em oposição ao campo elétrico. Aqui, cada fluxo de portador de carga pode ser descrito como uma velocidade de deriva constante (Vd). A soma desta corrente depende principalmente da atenção dos portadores de carga e de sua mobilidade dentro do material.



Por favor, consulte este link para saber sobre O que é corrente de difusão em semicondutores e suas derivações

Corrente de deriva no semicondutor

Sabemos que existem dois tipos de portadores de carga presentes no semicondutor, a saber, elétrons e lacunas. Uma vez que o campo elétrico é aplicado a um semicondutor, o fluxo de elétrons será na direção do terminal + Ve de uma bateria, enquanto os orifícios fluirão na direção do terminal –Ve de uma bateria.

Corrente de deriva no semicondutor

Corrente de deriva no semicondutor

Em um semicondutor, os portadores de carga negativa são elétrons e os portadores de carga positiva são buracos. Já discutimos que a direção do fluxo de elétrons será atraída pelo terminal positivo da bateria, enquanto os orifícios são atraídos pelo terminal negativo da bateria.


Em um material semicondutor, a direção do fluxo de elétrons será alterada por causa da colisão contínua através dos átomos. Cada vez que o fluxo de elétrons atinge um átomo e salta de volta de uma forma aleatória. A voltagem aplicada a um semicondutor não impede a colisão, bem como o movimento aleatório dos elétrons, no entanto, faz com que os elétrons se desviem na direção do terminal positivo.
Por causa do campo elétrico ou da tensão aplicada, a velocidade média pode ser alcançada por elétrons ou buracos são conhecidos como velocidade de deriva.

Cálculo

A velocidade de deriva dos elétrons pode ser dada como

Vn= µnÉ

Da mesma forma, a velocidade de deriva dos furos pode ser dada como

Vp= µpÉ

Das equações acima

Vn e Vp são velocidades de deriva de elétrons e lacunas

µn e µp são a mobilidade dos elétrons e lacunas

‘E’ é campo elétrico aplicado

Derivação da densidade da corrente de deriva

A densidade desta corrente por causa dos elétrons livres pode ser escrita como

Jn= enµnÉ

A densidade desta corrente por causa dos furos pode ser escrita como

Jp= epµpÉ

A partir das equações acima,

Jn e Jp estão derivando da densidade de corrente por causa de elétrons e lacunas

e = carga do elétron (1,602 x 10-19 Coulombs).

n & p são não. de elétrons e buracos

Portanto, a derivação da densidade desta corrente pode ser dada como

J = Jn + Jp

Substitua os valores Jn e Jp na equação acima, então obtemos

= enµnE + epµpE

J = eE (nµn + pµp)

A relação entre velocidade atual e deriva

Em um condutor, o comprimento e a área são denotados com l e A. Assim, o volume do condutor pode ser dado como AI

Se não. de elétrons livres para cada volume unitário no condutor é 'n', então o número total de elétrons livres dentro do condutor será A / n.

Se a carga em cada elétron é 'e', ​​então toda a carga nos elétrons dentro do condutor é dada como

Q = A / não

Quando uma fonte de tensão é aplicada entre os dois terminais do condutor usando uma bateria, o campo elétrico pode ocorrer através do condutor

E = V / l

Por causa desse campo elétrico, o fluxo de elétrons dentro do condutor começará a fluir através de uma velocidade de deriva em direção ao terminal positivo do condutor. Assim, o tempo necessário para cruzar o condutor através dos elétrons pode ser dado como

T = l / por exemplo

Quando atual I = q / t

Substitua os valores de Q & T na equação acima, então obtemos

I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd

Na equação acima, A, n e e são constantes. Portanto, 'I' é diretamente proporcional à velocidade de deriva (I∞vd)

Consulte este link para saber sobre o O que é corrente de deriva e difusão e suas diferenças

FAQs

1). O que é corrente de deriva e difusão no semicondutor?

O fluxo de correntes em um semicondutor são correntes de deriva e difusão.

2). Qual é a principal diferença entre corrente de deriva e difusão?

Esta corrente depende principalmente do campo elétrico aplicado: se não houver campo elétrico, não há corrente de deriva, enquanto a corrente de difusão acontece mesmo que haja um campo elétrico no semicondutor

3). Qual é a definição de current?

O fluxo de portadores de carga é conhecido como corrente. Isso pode ser calculado a partir da lei de Ohm (V = IR)

4). Quais são os tipos de corrente?

Eles são AC (corrente alternada) e DC (corrente contínua)

5). Qual é a fórmula da velocidade de deriva?

Pode ser calculado usando a fórmula I = nqAvd

6). Quais são os fatores que afetarão a velocidade de deriva?

Fatores como alta temperatura e alta concentração de portadores.

7). Quais são os tipos de semicondutores?

Eles são semicondutores intrínsecos e semicondutores extrínsecos

8). A velocidade de deriva depende da área da seção transversal?

Não, não depende da área da seção transversal ou do comprimento do fio

9). Como a corrente de difusão ocorrerá em um semicondutor?

A corrente de difusão pode ser causada por um semicondutor devido à difusão do portador de carga.

10). O que é tensão do joelho?

Se a tensão for superior a um certo limite, a corrente fluirá por todo o diodo, então isso é chamado de tensão de joelho.

Portanto, isso é tudo sobre uma visão geral da corrente de deriva em semicondutores, cálculo e sua derivação. Portanto, trata-se de uma visão geral da corrente de deriva em semicondutores, cálculo e sua derivação. Este conceito envolve principalmente um semicondutor dopado, onde inclui portadores de carga como elétrons e lacunas. Uma vez que a alimentação de tensão é fornecida ao semicondutor, podemos observar o fluxo dos portadores de carga. Dependendo da polaridade do portador de carga, ele é atraído pelos terminais da bateria. Portanto, o campo elétrico pode ser aplicado devido ao fluxo de portadores de carga para gerar a corrente. A velocidade essencial para o fluxo de portadores de carga pode ser chamada de velocidade de deriva. Fica uma pergunta para você, o que é corrente de difusão?