Pergerakan pembawa muatan atau arus listrik dalam fisika benda terkondensasi & elektrokimia dikenal sebagai arus drift. Hal ini dapat terjadi karena medan listrik yang diterapkan pada jarak tertentu. Ini sering disebut gaya gerak listrik. Dalam bahan semikonduktor, setelah medan listrik diterapkan maka arus dapat dihasilkan karena aliran pembawa muatan di dalamnya semikonduktor . Kecepatan rata-rata pembawa muatan dalam arus drift dikenal sebagai arus drift. Kecepatan arus & arus yang dihasilkan dapat dijelaskan melalui mobilitas elektron atau listrik. Artikel ini membahas gambaran arus drift.
Apa itu Arus Drift?
Penurunan: Aliran pembawa muatan dalam menanggapi Medan listrik dikenal sebagai arus drift. Konsep ini sering digunakan dalam konteks elektron & lubang di semikonduktor. Padahal, konsep ini juga digunakan pada logam, elektrolit, dll.
Arus melayang
Setelah medan listrik diterapkan pada semikonduktor, pembawa muatan akan mulai mengalir untuk menghasilkan arus. Lubang pada semikonduktor akan mengalir melalui medan listrik sedangkan elektron akan mengalir berlawanan dengan medan listrik. Di sini, setiap aliran pembawa muatan dapat digambarkan sebagai kecepatan drift konstan (Vd). Jumlah arus ini terutama tergantung pada perhatian pembawa muatan & mobilitasnya di dalam material.
Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui tentang Apa itu Arus Difusi dalam Semikonduktor dan Derivasinya
Arus melayang dalam Semikonduktor
Kita tahu bahwa ada dua jenis pembawa muatan yang ada dalam semikonduktor yaitu elektron & lubang. Setelah medan listrik diterapkan pada semikonduktor, maka aliran elektron akan menuju ke terminal + Ve pada baterai sedangkan lubang akan mengalir ke arah terminal –Ve pada baterai.
Arus melayang dalam Semikonduktor
Dalam semikonduktor, pembawa muatan negatif adalah elektron dan pembawa muatan positif adalah lubang. Kita telah membahas bahwa arah aliran elektron akan tertarik oleh terminal positif baterai sedangkan lubang tertarik oleh terminal negatif baterai.
Pada bahan semikonduktor, arah aliran elektron akan berubah karena tumbukan terus menerus melalui atom. Setiap kali aliran elektron akan menghantam atom & memantul kembali secara acak. Tegangan yang diterapkan pada semikonduktor tidak mencegah tumbukan serta gerakan elektron acak, namun hal itu menyebabkan elektron melayang ke arah terminal positif.
Karena adanya medan listrik atau tegangan yang diberikan, maka kecepatan rata-rata yang dapat dicapai oleh elektron atau lubang yang dikenal dengan kecepatan drift.
Perhitungan
Kecepatan penyimpangan elektron dapat diberikan sebagai
V.n= µnAKU S
Demikian pula, kecepatan drift lubang dapat diberikan sebagai
V.p= µpAKU S
Dari persamaan di atas
Vn & Vp adalah kecepatan melayang elektron & lubang
µn & µp adalah mobilitas elektron & lubang
'E' adalah medan listrik terapan
Penurunan Kepadatan Arus Melayang
Kerapatan arus ini karena elektron bebas dapat ditulis sebagai
Jn= enµnAKU S
Kerapatan arus ini karena lubang dapat ditulis sebagai
Jp= epµpAKU S
Dari persamaan di atas,
Jn & Jp adalah kerapatan arus melayang karena elektron & lubang
e = muatan elektron (1,602 × 10-19 Coulomb).
tidak ada. elektron & lubang
Jadi penurunan massa jenis arus ini dapat diberikan sebagai
J = Jn + Jp
Gantikan nilai Jn & Jp pada persamaan di atas, maka kita dapatkan
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
Hubungan antara Kecepatan Arus dan Kecepatan Drift
Dalam konduktor, panjang dan luasnya dilambangkan dengan l & A. Jadi, volume konduktor dapat dinyatakan sebagai AI
Jika tidak. elektron bebas untuk setiap satuan volume dalam konduktor adalah 'n', maka keseluruhannya tidak. elektron bebas dalam konduktor akan menjadi A / n.
Jika muatan pada setiap elektron adalah 'e' maka seluruh muatan pada elektron dalam konduktor dinyatakan sebagai
Q = A / tidak
Ketika suplai tegangan diterapkan di dua terminal konduktor menggunakan baterai, maka medan listrik dapat terjadi di seluruh konduktor
E = V / l
Karena medan listrik ini, aliran elektron di dalam penghantar akan mulai mengalir melalui kecepatan penyimpangan menuju terminal positif penghantar. Jadi waktu yang dibutuhkan untuk melintasi konduktor melalui elektron dapat diberikan sebagai
T = l / mis
Saat ini I = q / t
Gantikan nilai Q & T pada persamaan di atas, maka kita dapatkan
I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd
Dalam persamaan di atas, A, n & e adalah konstan. Jadi 'I' berbanding lurus dengan kecepatan drift (I∞vd)
Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui tentang Apa itu Arus Drift dan Difusi & Perbedaannya
FAQ
1). Apa itu arus penyimpangan & difusi dalam semikonduktor?
Aliran arus dalam semikonduktor adalah arus drift & difusi.
2). Apa perbedaan utama antara Arus Drift & Difusi?
Arus ini terutama bergantung pada medan listrik yang diterapkan: jika tidak ada medan listrik, tidak ada arus penyimpangan sedangkan arus difusi terjadi meskipun ada medan listrik di semikonduktor
3). Apa pengertian arus?
Aliran pembawa muatan dikenal sebagai arus. Ini dapat dihitung dari hukum Ohm (V = IR)
4). Apa jenis arus?
Mereka adalah AC (arus bolak-balik) & DC (arus searah)
5). Apa rumus kecepatan drift?
Itu dapat dihitung menggunakan rumus I = nqAvd
6). Apa saja faktor yang mempengaruhi kecepatan drift?
Faktor-faktor seperti suhu tinggi & konsentrasi pembawa tinggi.
7). Apa jenis semikonduktor?
Mereka adalah semikonduktor intrinsik & semikonduktor ekstrinsik
8). Apakah kecepatan penyimpangan bergantung pada luas penampang?
Tidak, ini tidak tergantung pada luas penampang atau panjang kabel
9). Bagaimana arus difusi akan terjadi dalam semikonduktor?
Arus difusi dapat disebabkan oleh semikonduktor karena difusi pembawa muatan.
10). Apa itu tegangan lutut?
Jika tegangan lebih tinggi dari ambang tertentu, maka arus akan mengalir ke seluruh dioda, sehingga disebut tegangan lutut.
Jadi, ini semua tentang gambaran arus drift dalam semikonduktor, kalkulasi, dan turunannya. Jadi, ini semua tentang gambaran arus drift dalam semikonduktor, perhitungan, dan turunannya. Konsep ini terutama melibatkan dalam semikonduktor doped di mana ia mencakup pembawa muatan seperti elektron dan lubang. Setelah suplai tegangan diberikan ke semikonduktor maka kita dapat mengamati aliran pembawa muatan. Bergantung pada polaritas pembawa muatan, itu akan tertarik ke terminal baterai. Oleh karena itu, medan listrik dapat diterapkan karena adanya aliran pembawa muatan untuk menghasilkan arus. Kecepatan penting untuk aliran pembawa muatan dapat disebut sebagai kecepatan melayang. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu arus difusi?
