Плотность дрейфового тока электронов определяется выражением

Обновлено: 04.11.2024

При отсутствии внешнего поля электроны и дырки находятся в хаотическом движении. При наличии электрического поля на движение частиц накладывается компонента направленного движения. Дырки движутся по направлению электрического поля, а электроны - противоположно. Ток, обусловленный внешним электрическим полем называют дрейфовым. Он имеет две составляющие: электронную и дырочную. Формулы:

Дрейфовый ток

e - заряд электрона;

n, p - концентрация электронов и дырок;

v_n, v_p - скорости электронов и дырок, возникающие за счёт напряжённости электрического поля;

μ_n, μ_p - подвижность электронов и дырок;

E - напряжённость электрического поля;

σ - электропроводность полупроводника;

Зависимость дрейфового тока от величины напряжённости электрического поля: чем выше напряжённость, тем выше величина дрейфового тока.

Влияние температуры. С ростом температуры подвижность носителей сначала увеличивается, а затем уменьшается. Это влияет на электропроводность. Следовательно, дрейфовый ток с увеличением температуры сначала увеличивается, а затем уменьшается. Необходимо помнить, что для примесных полупроводников значение температуры, после которого происходит уменьшение проводимости может быть ниже значения комнатной температуры и в таком случае при её увеличении дрейфовый ток начнёт уменьшаться сразу.

Влияние концентрации примесей на дрейфовый ток. В примесных полупроводниках на подвижность заряженных частиц оказывают влияние электрические поля ионизированных примесей (при большой концентрации). Ионы примесей выступают в роли центров рассеивания заряженных частиц. Увеличение концентрации примесей приводит к уменьшению длины свободного пробега зарядов. Однако, при нормальных значениях концентрации примесей, влияние рассеяния не так высоко, а количество примесных зарядов значительно выше, чем собственных, это улучшает проводимость, а значит дрейфовый ток увеличивается при увеличении концентрации примесей, но до определённого предела (всё хорошо в меру).

Читайте также: