Metāla un poluprovodnika strāvas blīvums

Strāvas blīvuma definīcija

Strāvas blīvums definēts kā elektriskā strāva vienības laukumā vedņa perpendikulāršķēluma, kas apzīmēts ar J.

Strāvas blīvuma formula

Metālā strāvas blīvumu aprēķina, izmantojot formulu J = I/A, kur I ir strāva un A ir perpendikulāršķēluma laukums.

Pāreju līdzstrāve poluprovodājos

Poluprovodājos strāvas blīvums ir saistīts gan ar elektronu, gan ar trauku kustību, kuri pārvietojas pretēji virzienos, bet ieguldījums strāvā notiek vienā virzienā.

Strāvas blīvums metālā

Iedomājieties vedni ar perpendikulāršķēlumu 2,5 kvadrātmm. Ja elektrodinamiskais potenciāls rada strāvu 3 A, tad strāvas blīvums ir 1,2 A/mm² (3/2,5). Tas nozīmē, ka strāva ir vienmērīgi sadalīta. Tādējādi, strāvas blīvums definēts kā elektriskā strāva vienības perpendikulāršķēluma laukumā vedņa.

Strāvas blīvums, kas apzīmēts ar J, dota formulā J = I/A, kur 'I' ir strāva un 'A' ir perpendikulāršķēluma laukums. Ja N elektroni pāriet caur perpendikulāršķēlumu laikā T, tad pārnešanā transferētā lādē ir Ne, kur e ir elektrona lāde kulonos.

Tagad daudzums lādes, kas pāriet caur perpendikulāršķēlumu laikā vienībai, ir

Ja N skaits elektronu atrodas L garumā vedņa, tad elektronu koncentrācija ir

Tagad, no vienādojuma (1) mēs varam rakstīt,

Kā N skaits elektronu atrodas garumā L un visi pāriet caur perpendikulāršķēlumu laikā T, tad elektronu plūsmas ātrums būs,

Tādējādi, vienādojums (2) var tikt pārrakstīts kā

Tagad, ja uz vedni tiek piemērots elektrodinamiskais lauks E, tad elektronu plūsmas ātrums palielinās proporcionāli,

Kur, μ definēts kā elektronu mobilitāte

Strāvas blīvums poluprovodājos

Kopējais strāvas blīvums poluprovodājos ir summa no strāvas blīvumiem, kas radīti elektronu un trauku dēļ, katrs ar atšķirīgu mobilitāti.

Sakarība ar saviedrību

Strāvas blīvums (J) ir saistīts ar saviedrību (σ) caur formulu J = σE, kur E ir elektrodinamiskā lauka intensitāte.