Մուլտեպլիկատորների դինամիկությունը

Սահմանումը լիցքավորված մասնիկների շարժողության մոբիլիտետի մասին

Լիցքավորված մասնիկների մոբիլիտետը սահմանվում է որպես դրիֆտային արագության և կիրառված էլեկտրական դաշտի հարաբերությունը հոսանքահաղորդիչում։ Դրիֆտային արագությունը կախված է երկու գործոններից. էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությունից և հոսանքահաղորդիչի մոբիլիտետից։ Նույն էլեկտրական դաշտի դեպքում տարբեր մետաղները կունենան տարբեր դրիֆտային արագություններ իրենց հատուկ լիցքավորված մասնիկների մոբիլիտետի պատճառով։

Մետաղներում արժերի զոնան կարող է լինել լրիվ չլինող, որը թույլ է տալիս ազատ էլեկտրոնների շարժունակության համար։ Այս ազատ էլեկտրոնները չեն կցված որևէ հատուկ ատոմներին և անկախ շարժվում են մետաղի մեջ։

Հիմա ենթադրենք, որ մետաղի մի կտորի վրա կիրառվում է Ε վոլտ/մետր էլեկտրական դաշտ։ Այս էլեկտրական դաշտի ազդեցության պատճառով ազատ էլեկտրոնները կարանան արագացվել։ Բայց շատ ավելի ծանր իոնների հետ բախվելու պատճառով էլեկտրոնների արագությունը չի կարող անվերջ ավելանալ։ Յուրաքանչյուր բախվելիս էլեկտրոնը կորցնում է իր կինետիկ էներգիան և ապա կրկին արագացվում է կարգավորված էլեկտրական դաշտի առկայության պատճառով։ Այսպիսով էլեկտրոնները հասնում են վերջավոր կայուն դրիֆտային արագության, երբ կիրառվում է որոշակի ժամանակային էլեկտրական դաշտ։ Ենթադրենք, որ այս դրիֆտային արագությունը v մետր/վայրկյան է։ Անհրաժեշտ է նշել, որ այս դրիֆտային արագության մեծությունը ուղիղ համեմատական է կիրառված էլեկտրական դաշտի Ε ինտենսիվությանը։

Այստեղ μ-ն համեմատականության հաստատունն է, որը հայտնի է որպես էլեկտրոնների մոբիլիտետ։ Այս մոբիլիտետը որոշում է էլեկտրոնների հոսանքահաղորդիչով շարժման հեշտությունը։ Երբ կայուն դրիֆտային արագությունը կոմբինացնում է էլեկտրոնների պատահական ջերմային շարժումը, ստացվում է ներքին դրիֆտ, որը ուղղությամբ հակառակ է էլեկտրական դաշտին։

Այս հարաբերությունը կազմում է էլեկտրական հոսանքը։ Հոսանքի խտությունը J սահմանվում է որպես հավասարաչափ բաշխված հոսանք, որը անցնում է հոսանքահաղորդիչով միավոր ուղղահայաց հատույթի միավոր մակերեսով։

J = հոսանքի խտություն = հոսանքը միավոր մակերեսով հոսանքահաղորդիչ։ Ավելի ճշգրիտ հոսանքի խտությունը կարող է սահմանվել որպես հավասարաչափ բաշխված հոսանք, որը անցնում է միավոր խառը մակերեսով հոսանքահաղորդիչով։

Եթե էլեկտրոնների կոնցենտրացիան մեկ խորանարդ մետրում n է,

nv = միավոր ժամանակում միավոր խառը հատույթով անցնող էլեկտրոնների քանակը։

Այսպիսով միավոր ժամանակում միավոր խառը հատույթով անցնող ընդհանուր լիցքը է env կուլոն։ Այս ընդհանուր լիցքը հոսանքի խտությունն է հոսանքահաղորդիչի համար։

Վերջապես միավոր չափով հոսանքահաղորդիչի համար, խառը մակերեսը A = 1 մ 2

L երկարությունը = 1 մ, կիրառված էլեկտրական դաշտ E = V/L = V/1 = V (V էլեկտրական լարումը հոսանքահաղորդիչի վրա)։ Հոսանք I = J և դիմադրություն R = ρ = 1/σ, որտեղ ρ-ն դիմադրության գործակիցն է և σ-ն հոսանքահաղորդիչի հոսանքահաղորդականությունն է։