• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com

Диффузия и дрейф носителей заряда

Может ли электрический ток существовать без внешнего электрического поля? Вернемся к вопросу об образовании электрического тока — направленного движения зарядов. Что заставляет электроны в металле, электроны и дырки в полупроводнике двигаться не только хаотически, но и направленно? Мы говорили о силе, с которой электрическое поле действует па электроны. В результате действия этой силы и столкновений с ионами решетки электроны и дырки двигаются с постоянной средней скоростью, тем большей, чем больше приложенная сила. Такое движение заряженных частиц в электрическом поле называют дрейфом.

Однако в полупроводниковых приборах движение носителей тока далеко не всегда является дрейфовым. К рассмотрению другого типа движения заряженных частиц, играющего во многих случаях решающую роль, мы сейчас и переходим. Это диффузия носителей заряда. Выше о диффузии уже упоминалось, когда речь шла о введении примесей в полупроводник.

Для того чтобы лучше понять, что называют диффузией, представим себе, что несколько автобусов сразу привезли к берегу реки 300 человек рыболовов.

Как вы думаете, будут ли эти рыболовы удить рыбу все вместе на малом клочке берега возле автобусов или постараются рассредоточиться по всему берегу реки? Наверное, случится именно второе.

Предположим, что рыболовы прибыли к этой реке впервые. Поэтому они вряд ли сразу найдут подходящее для себя место, а будут ходить вдоль реки взад и вперед, все удаляясь от автобусов. Бот это движение рыболовов и напоминает диффузию заряженных частиц в полупроводнике. Первоначально в месте высадки «концентрация рыболовов», т. е. число людей, приходящихся на единицу площади, была велика. Зато берег реки был пуст, и там «концентрация рыболовов» равна пулю. Диффузионное движение рыболовов происходит в тех направлениях, где берег еще почти свободен и «концентрация рыболовов» меньше. Точно так же если в полупроводнике в некотором месте образуется избыток носителей зарядов, т. е. концентрация их больше равновесной, то в результате теплового движения носители заряда постепенно распределяются по всему полупроводнику, так что концентрация их в среднем всюду оказывается одинаковой. Это движение и называют диффузией. В отличие от рыболовов носители заряда не остановятся и после установления равновесия. Тепловое движение их будет продолжаться, однако это не нарушит уже в среднем распределение носителей по объему полупроводника — устанавливается динамическое равновесие.




Похожие записи

Итак, мы познакомились с электрическими свойствами полупроводников и двумя простыми полупроводниковыми приборами — терморезистором и фоторезистором. Обратим теперь внимание читателя на одну важную деталь...

читать далее

Фотоны нарушают равновесие в полупроводнике. Чувствителен ли полупроводник к потоку фотонов? Пусть собственный полупроводник (примесей нет!) долгое время находится при комнатной температуре...

читать далее

Электроны в цепи постоянного тока падают, как парашютисты, не нарушая второго закона Ньютона. Как должно двигаться тело, на которое действует Постоянная сила?

читать далее