Densidad ng Kuryente sa Metal at Semiconductor

Pakahulugan ng Current Density

Ang current density ay inilalarawan bilang ang kuryente sa bawat yunit na sukat ng cross-section ng isang conductor, na ipinapakita ng J.

Formula para sa Current Density

Ang current density sa metal ay nakalkula gamit ang J = I/A, kung saan ang I ay ang kuryente at ang A ay ang cross-sectional area.

Semiconductor Current Flow

Sa mga semiconductor, ang current density ay dahil sa parehong electrons at holes, na kumikilos sa magkabilang direksyon ngunit nagbibigay ng parehong direksyon ng kuryente.

Current Density sa Metal

Isipin ang isang conductor na may cross-section na 2.5 square mm. Kung isang electric potential ang nagdudulot ng kuryente na 3 A, ang current density ay 1.2 A/mm² (3/2.5). Ito ay nagsasangguni sa uniform na distribusyon ng kuryente. Kaya, ang current density ay inilalarawan bilang ang kuryente sa bawat yunit ng cross-sectional area ng conductor.

Ang current density, na ipinapakita ng J, ay ibinibigay ng J = I/A, kung saan ang 'I' ay ang kuryente at ang 'A' ay ang cross-sectional area. Kung ang N electrons ang lumalabas sa cross-section sa oras na T, ang charge na inilipat ay Ne, kung saan ang e ay ang charge ng isang electron sa coulombs.

Ngayon, ang dami ng charge na lumalabas sa cross-section sa bawat unit ng oras ay

Muli, kung ang N na bilang ng electrons ang nasa L na haba ng conductor, ang concentration ng electrons ay

Ngayon, mula sa equation (1) maaari nating isulat,

Dahil, ang N na bilang ng electrons ang nasa haba na L at lahat sila ay lumalabas sa cross-section sa oras na T, ang drift velocity ng electrons ay

Kaya, ang equation (2) maaari ring isulat bilang

Ngayon, kung ang inilapat na electric field sa conductor ay E, ang drift velocity ng electrons ay tumataas nang proporsyonal,

Kung saan, ang μ ay inilalarawan bilang ang mobility ng electrons

Current Density sa Semiconductor

Ang kabuuang current density sa semiconductor ay ang sum ng current densities dahil sa electrons at holes, bawat isa ay may iba't ibang mobilities.

Relasyon sa Conductivity

Ang current density (J) ay nauugnay sa conductivity (σ) sa pamamagitan ng formula J = σE, kung saan ang E ay ang electric field intensity.