La corriente de difusión se genera principalmente en semiconductores donde el dopaje no es consistente. Entonces, para que el dopaje sea consistente, los portadores de carga fluyen dentro de esto desde la región de alta concentración a la baja concentración. Entonces esto se conoce como corriente de difusión. Generalmente, este proceso no ocurre dentro de los conductores. La función principal de esta corriente dentro del semiconductor se debe a la corriente dominante en la unión. En la condición de estabilidad, las corrientes netas son cero ya que la corriente directa no está sesgada a través de la corriente de deriva inversa, sin embargo, tanto las corrientes como la deriva y la difusión están presentes en la región de agotamiento. Este artículo analiza una descripción general de ¿Qué quieres decir con corriente de difusión? y su fórmula.
¿Qué es la corriente de difusión?
Definición: La corriente de difusión se puede definir como los portadores de carga dentro un semiconductor como huecos o electrones fluyen desde un estado de alta concentración a un estado de baja concentración. La región donde pueden estar presentes varios electrones se conoce como concentración más alta, mientras que el área donde puede haber un número bajo de electrones se conoce como concentración baja. El flujo de corriente se puede generar debido al flujo de portadores de carga de las regiones altas a las regiones bajas. El proceso de difusión ocurre principalmente dentro de un semiconductor cuando está dopado de manera no consistente.
Corriente de difusión en semiconductores tipo N
El diagrama de un semiconductor de tipo n se muestra a continuación. Cuando consideramos un material semiconductor de tipo N dopado de manera no consistente, una cantidad de electrones está presente en una región de alto nivel, mientras que la baja cantidad de electrones está presente en las regiones de bajo nivel. La ocurrencia del número de electrones en el lado de alto nivel en el material semiconductor puede ser mayor. En consecuencia, se puede experimentar una fuerza repulsiva entre sí. El flujo de electrones en el material semiconductor será de una región alta a una región baja para obtener una concentración constante de electrones.
corriente de difusión en semiconductor
Por lo tanto, el material se vuelve equivalente a la concentración de electrones. Los electrones que fluyen desde la región izquierda a la región derecha formarán corriente. En este material, el proceso de difusión ocurre principalmente de la misma manera. Tanto las corrientes como deriva & La difusión habrá ocurrido dentro de los dispositivos semiconductores. Esta corriente puede ocurrir cuando se aplica el campo eléctrico y no ocurre dentro de un conductor . La dirección de esta corriente es similar o inversa cuando se compara con la corriente de deriva.
Fórmula de corriente de difusión
La fórmula de la corriente de difusión para la ecuación del gradiente de concentración y la densidad se analiza a continuación.
Gradiente de concentración
En cualquier material semiconductor, existe una concentración de electrones que, de lo contrario, huecos. La disparidad dentro de este electrón, de lo contrario, la concentración de huecos se puede llamar gradiente de concentración. La densidad es comparativa con el gradiente de concentración.
Si el valor del gradiente de concentración es alto, posteriormente la densidad de la corriente será alta. Si el valor del gradiente de concentración es menor, entonces la densidad de difusión también es baja.
Las ecuaciones entre las densidades y los gradientes de concentración se pueden escribir como
La ecuación de gradiente de concentración y densidad de corriente del semiconductor tipo N se muestra a continuación.
Jn ∝ dn / dx
La ecuación de gradiente de concentración y densidad de corriente del semiconductor tipo P se muestra a continuación.
Jp ∝ dn / dx
Aquí, con respecto a los huecos y a los electrones, significa la densidad
En las ecuaciones anteriores, 'Jn' es la densidad de corriente debido a los electrones
'Jp' es la difusión de la densidad de corriente debido a los agujeros.
Ecuación de densidad de corriente de difusión
La densidad de difusión debida a la concentración de portadores de electrones se puede escribir mediante metro2/V.s
Jn = + eDn dn / dx
Asimismo, la densidad de difusión debida a la concentración de portadores de los orificios se puede escribir como
Jp = -eDp dp / dx
La ecuación anterior es para las densidades de las densidades de difusión con respecto a los electrones y huecos, pero la densidad total de la corriente de los huecos o electrones respectivos puede estar dada por la suma de la corriente de difusión y deriva.
En las ecuaciones anteriores, 'Dn' y 'Dp' son el coeficiente de difusión de electrones y huecos.
La densidad de difusión total con respecto a los electrones se escribe como
Jn = Corriente de deriva + Corriente de difusión
Jn = enμnE + eDn dn / dx
La densidad de difusión completa de los huecos se da a través de las ecuaciones de densidad individuales de electrones y huecos. Entonces, la densidad de la corriente total se puede escribir como
Jp = Corriente de deriva + Corriente de difusión
Jp = epμpE - eDp dp / dx
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es la corriente de difusión en polarografía?
Un electrodo como el que deja caer mercurio en la polarografía, el flujo se controla a través de la velocidad de difusión de los tipos de solución activa a través del gradiente de concentración generado al eliminar moléculas o iones en la superficie del electrodo.
2). ¿Cuál es la longitud de difusión?
La longitud promedio de un portador que fluye entre generación y recombinación se conoce como longitud de difusión.
3). ¿Qué es actual?
Es el caudal del portador de carga eléctrica.
4). ¿Cuál es la fórmula actual?
La fórmula es I = V / R
Dónde,
'Yo' es la corriente eléctrica
'V' es un voltaje eléctrico
'R' es la resistencia del cable
5). ¿Qué significa la deriva?
La corriente de deriva es el flujo de portadores de carga como electrones y huecos debido al campo eléctrico o voltaje aplicado.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de la corriente de difusión y las ecuaciones de estas densidades de corriente se pueden describir tanto para electrones como para huecos. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la diferencia entre corriente de deriva y difusión?
