Что такое подвижность носителей тока

Подвижность носителей тока

Подвижность носителей заряда — коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем. Определяет способность электронов и дырок в металлах и полупроводниках реагировать на внешнее воздействие.

Размерность подвижности м 2 /(В·с) или см 2 /(В·с). Фактически подвижность численно равна скорости носителей заряда при напряженности электрического поля в 1 В/м.

В анизотропной среде подвижность связывает компоненты дрейфовой скорости с компонентами электрического поля E_β

В простейшем случае изотропной и однородной среды можно записать

В модели Друде дрейфовая скорость с концентрацией определяют ток в системе

И подвижность оказывается связанной с проводимостью системы

Для подвижности известно также следующее выражение, получаемое из кинетического уравнения в приближении времени релаксации : τ

где m * — эффективная масса носителей.

Поверхностная подвижность

Поверхностной подвижностью называется подвижность носителей, движущихся параллельно поверхности в приповерхностной области твердого тела, связанная со специфическими механизмами рассеяния, вызванными наличием поверхности раздела двух фаз.

Полезное

Смотреть что такое «Подвижность носителей тока» в других словарях:

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА — в твёрдом теле, отношение скорости направленного движения носителей заряда в тв. проводниках (д р е й ф о в о й с к о р о с т и vдр), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля: m=vдр/E. (1) У разных типов носителей в одном и том же … Физическая энциклопедия

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА — величина, характеризующая электрические свойства (см.) и полупроводников (см.), равная отношению средней установившейся скорости движения носителей тока (электронов, уст ионов, дырок) в направлении действия электрического поля к напряжённости Е… … Большая политехническая энциклопедия

Подвижность носителей тока — в твёрдом теле, отношение скорости направленного движения электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости υдр), вызванного электрическим полем, к напряжённости Е этого поля: μ = υдр/Е. У разных типов носителей в… … Большая советская энциклопедия

Подвижность — может означать: Подвижность населения статистическая характеристика, вычисляемая как среднее число передвижений на человека в определённый период времени. Подвижность носителей тока коэффициент пропорциональности между электрическим полем и… … Википедия

ПОДВИЖНОСТЬ — НОСИТЕЛЕЙЗАРЯДА в электронных Проводниках отношение скорости направленного движения носителей заряда электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости v др), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля: Дрейфовая скорость и,… … Физическая энциклопедия

ПОДВИЖНОСТЬ — носителей тока хар ка электрич. св в проводников и полупроводников, равная отношению ср. скорости упорядоч, движения носителей тока (электронов, ионов, дырок), возникающего под действием электрич. поля, к напряжённости этого поля. Понятие П.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ДРЕЙФ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — упорядоченное движение подвижных носителей заряда в твёрдом теле под действием внеш. полей. Д. н. з. накладывается на их беспорядочное (тепловое) движение, но скорость Д. н. з. vдр обычно мала по сравнению со скоростью теплового движения. Под… … Физическая энциклопедия

ИНЖEКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — увеличение концентрации носителей заряда в полупроводнике (диэлектрике) в результате переноса носителей током из областей с повыш. концентрацией (металлич. контактов, гетеропереходов )под действием внеш. электрич. поля. И. н. з. приводит к… … Физическая энциклопедия

ИНЖЕКЦИЯ носителей — (от лат. injectio вбрасывание), проникновение неравновесных (избыточных) носителей заряда в полупроводник или диэлектрик под действием электрич. поля. Источником избыточных носителей служит контактирующий ПП или металл (см. ЭЛЕКТРОННО ДЫРОЧНЫЙ… … Физическая энциклопедия

ПОЛУПРОВОДНИКИ — широкий класс в в, характеризующийся значениями уд. электропроводности s, промежуточными между уд. электропроводностью металлов s=106 104 Ом 1 см 1 и хороших диэлектриков s=10 10 10 12 Ом 1см 1 (электропроводность указана при комнатной темп ре).… … Физическая энциклопедия

Источник

Подвижность носителей тока

Полезное

Смотреть что такое «Подвижность носителей тока» в других словарях:

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА — в твёрдом теле, отношение скорости направленного движения носителей заряда в тв. проводниках (д р е й ф о в о й с к о р о с т и vдр), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля: m=vдр/E. (1) У разных типов носителей в одном и том же … Физическая энциклопедия

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА — величина, характеризующая электрические свойства (см.) и полупроводников (см.), равная отношению средней установившейся скорости движения носителей тока (электронов, уст ионов, дырок) в направлении действия электрического поля к напряжённости Е… … Большая политехническая энциклопедия

Подвижность носителей тока — Подвижность носителей заряда коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем. Определяет способность электронов и дырок в металлах и полупроводниках реагировать на внешнее воздействие.… … Википедия

Подвижность — может означать: Подвижность населения статистическая характеристика, вычисляемая как среднее число передвижений на человека в определённый период времени. Подвижность носителей тока коэффициент пропорциональности между электрическим полем и… … Википедия

ПОДВИЖНОСТЬ — НОСИТЕЛЕЙЗАРЯДА в электронных Проводниках отношение скорости направленного движения носителей заряда электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости v др), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля: Дрейфовая скорость и,… … Физическая энциклопедия

ПОДВИЖНОСТЬ — носителей тока хар ка электрич. св в проводников и полупроводников, равная отношению ср. скорости упорядоч, движения носителей тока (электронов, ионов, дырок), возникающего под действием электрич. поля, к напряжённости этого поля. Понятие П.… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ДРЕЙФ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — упорядоченное движение подвижных носителей заряда в твёрдом теле под действием внеш. полей. Д. н. з. накладывается на их беспорядочное (тепловое) движение, но скорость Д. н. з. vдр обычно мала по сравнению со скоростью теплового движения. Под… … Физическая энциклопедия

ИНЖEКЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — увеличение концентрации носителей заряда в полупроводнике (диэлектрике) в результате переноса носителей током из областей с повыш. концентрацией (металлич. контактов, гетеропереходов )под действием внеш. электрич. поля. И. н. з. приводит к… … Физическая энциклопедия

ИНЖЕКЦИЯ носителей — (от лат. injectio вбрасывание), проникновение неравновесных (избыточных) носителей заряда в полупроводник или диэлектрик под действием электрич. поля. Источником избыточных носителей служит контактирующий ПП или металл (см. ЭЛЕКТРОННО ДЫРОЧНЫЙ… … Физическая энциклопедия

ПОЛУПРОВОДНИКИ — широкий класс в в, характеризующийся значениями уд. электропроводности s, промежуточными между уд. электропроводностью металлов s=106 104 Ом 1 см 1 и хороших диэлектриков s=10 10 10 12 Ом 1см 1 (электропроводность указана при комнатной темп ре).… … Физическая энциклопедия

Источник

Подвижность носителей тока

Подвижность электронов (верхняя кривая) и дырок (нижняя кривая) в кремнии в зависимости от концентрации атомов примеси

Подвижностью μ называют коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей тока и величиной приложенного электрического поля

При этом, вообще говоря, подвижность является тензором:

Подвижность электронов и дырок зависит от их концентрации в полупроводнике (см. рисунок). При большой концентрации носителей заряда, вероятность столкновения между ними вырастает, что приводит к уменьшению подвижности и проводимости.

Размерность подвижности — см²/(В·с).

Собственная плотность

При термодинамическом равновесии, плотность электронов полупроводника связана с температурой следующим соотношением:

где:

Также, плотность дырок полупроводника связана с температурой следующим соотношением:

где:

Собственная плотность связана с и следующим соотношением:

Использование полупроводников в радиотехнике

Диод

Полупроводниковый диод состоит из двух типов полупроводников — дырочного и электронного. В процессе контакта между этими областями из области с полупроводником n-типа в область с полупроводником p-типа проходят электроны, которые затем рекомбинируют с дырками. Вследствие этого возникает электрическое поле между двумя областями, что устанавливает предел деления полупроводников — так называемый p-n переход. В результате в области с полупроводником p-типа возникает некомпенсированный заряд из отрицательных ионов, а в области с полупроводником n-типа возникает некомпенсированный заряд из положительных ионов. Разница между потенциалами достигает 0,3-0,6 В.

Связь между разницей потенциалов и концентрацией примесей выражается следующей формулой:

В процессе подачи напряжения плюсом на p-полупроводник и минусом на n-полупроводник внешнее электрическое поле будет направлено против внутреннего электрического поля p-n перехода и при достаточном напряжении электроны преодолеют p-n переход, и в цепи диода появится электрический ток (прямая проводимость). При подаче напряжения минусом на область с полупроводником p-типа и плюсом на область с полупроводником n-типа между двумя областями возникает область, которая не имеет свободных носителей электрического тока (обратная проводимость). Обратный ток полупроводникового диода не равен нулю, так как в обоих областях всегда есть неосновные носители заряда. Для этих носителей p-n переход будет открыт.

Таким образом, p-n переход проявляет свойства односторонней проводимости, что обуславливается подачей напряжения с различной полярностью. Это свойство используют для выпрямления переменного тока.

Транзистор — полупроводниковое устройство, которое состоит из двух областей с полупроводниками p- или n-типа, между которыми находится область с полупроводником n- или p-типа. Таким образом, в транзисторе есть две области p-n перехода. Область кристалла между двумя переходами называют базой, а внешние области называют эмиттером и коллектором. Самой употребляемой схемой включения транзистора является схема включения с общим эмиттером, при которой через базу и эмиттер ток распространяется на коллектор. Биполярный транзистор используют для усиления электрического тока.

Источник

Подвижность носителей заряда

Связанные понятия

Магнитосопротивление (магниторезистивный эффект) — изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнетосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает.

Эта статья — об энергетическом спектре квантовой системы. О распределении частиц по энергиям в излучении см. Спектр, Спектр излучения. Об энергетическом спектре сигнала см. Спектральная плотность.Энергетический спектр — набор возможных энергетических уровней квантовой системы.

Баллистические транзисторы — собирательное название электронных устройств, где носители тока движутся без диссипации энергии и длина свободного пробега носителей намного больше размера канала транзистора. В теории эти транзисторы позволят создать высокочастотные (ТГц диапазон) интегральные схемы, поскольку быстродействие определяется временем пролёта между эмиттером и коллектором или, другими словами, расстоянием между контактами, делённым на скорость электронов. В баллистическом транзисторе скорость.

109—1010 Гц) в однородном многодолинном полупроводнике при приложении к нему сильного электрического поля. Впервые этот эффект наблюдался Джоном Ганном в 1963 г. на арсениде галлия, затем явление осцилляций тока было обнаружено в фосфиде индия, фосфиде галлия и ряде других полупроводниковых соединений.

Источник

Подвижность носителей заряда

Подвижность носителей заряда — коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем. Определяет способность электронов и дырок в металлах и полупроводниках реагировать на внешнее воздействие.

Размерность подвижности м 2 /(В·с) или см 2 /(В·с). Фактически подвижность численно равна скорости носителей заряда при напряженности электрического поля в 1 В/м.

В анизотропной среде подвижность связывает компоненты дрейфовой скорости с компонентами электрического поля

В простейшем случае изотропной и однородной среды можно записать

В модели Друде дрейфовая скорость с концентрацией определяют ток в системе

И подвижность оказывается связанной с проводимостью системы

Для подвижности известно также следующее выражение, получаемое из кинетического уравнения в приближении времени релаксации :

где — эффективная масса носителей.

Поверхностная подвижность

Поверхностной подвижностью называется подвижность носителей, движущихся параллельно поверхности в приповерхностной области твердого тела, связанная со специфическими механизмами рассеяния, вызванными наличием поверхности раздела двух фаз.

Полезное

Смотреть что такое «Подвижность носителей заряда» в других словарях:

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — отношение скорости направленного движения носителей заряда в веществе под действием электрического поля к напряженности этого поля. 1) В газе подвижность ионов и электронов обратно пропорциональна давлению газа, массе частиц и их средней… … Большой Энциклопедический словарь

ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА — отношение скорости направленного движения носителей заряда в веществе под действием электрического поля к напряженности этого поля. 1) В газе подвижность ионов и электронов обратно пропорциональна давлению газа, массе частиц и их средней… … Большой Энциклопедический словарь

подвижность носителей заряда — подвижность Отношение средней установившейся скорости перемещения носителей заряда в направлении электрического поля к напряженности последнего. [ГОСТ 22622 77] Тематики материалы полупроводниковые Синонимы подвижность … Справочник технического переводчика

подвижность носителей заряда — отношение скорости направленного движения носителей заряда в веществе под действием электрического поля к напряжённости этого поля. 1) В газе подвижность ионов и электронов обратно пропорциональна давлению газа, массе частиц и их средней… … Энциклопедический словарь

Подвижность носителей заряда — 15. Подвижность носителей заряда Подвижность Отношение средней установившейся скорости перемещения носителей заряда в направлении электрического поля к напряженности последнего Источник: ГОСТ 22622 77: Материалы полупроводниковые. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

подвижность носителей заряда — krūvininkų judris statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. charge carrier mobility vok. Ladungsträgerbeweglichkeit, f rus. подвижность носителей заряда, f pranc. mobilité des porteurs, f; mobilité des porteurs de charge, f … Fizikos terminų žodynas

подвижность носителей заряда — Абсолютная величина отношения средней установившейся скорости носителей заряда в направлении электрического поля к напряженности последнего … Политехнический терминологический толковый словарь

подвижность носителей заряда в канале — kanalo krūvininkų judris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. channel charge carrier mobility vok. Kanalbeweglichkeit, f; Ladungsträgerbeweglichkeit im Kanal, f rus. подвижность носителей заряда в канале, f pranc. mobilité des… … Radioelektronikos terminų žodynas

дрейфовая подвижность носителей заряда — dreifinis krūvininkų judris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. drift mobility of a charge carriers vok. Driftbeweglichkeit eines Ladungsträgers, f rus. дрейфовая подвижность носителей заряда, f pranc. mobilité des porteurs de… … Radioelektronikos terminų žodynas

поверхностная подвижность носителей заряда — paviršinis krūvininkų judris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. charge carrier surface mobility vok. Oberflächenbeweglichkeit, f rus. поверхностная подвижность носителей заряда, f pranc. mobilité superficielle des électrons, f … Radioelektronikos terminų žodynas

Источник