Заряд носителарининг көчүвчилigi

Заряд ташувчиларнинг көчүвчилigi таърифи

Заряд ташувчиларнинг көчүвчилиги электр талаффузи таъсир астидаги кондукторда дрейф тизилини саналган электр талаффузига нисбатта аниқланади. Дрейф тизили эки оқильтан келип чыгат: электр талаффузи интенсивлиги ва кондукторнинг көчүвчилиги. Айырмаланган электр талаффузи учун, заряд ташувчиларининг уникалдуу көчүвчилиги сабаби менен айырмаланган металлдар айырмаланган дрейф тизилига ээ болады.

Металлдарда валент электронлар банди тулаштирган эмес булиши мүмкін, бұл жерде электрондар тасымалдана алмайды. Бул сергек электрондар белгілі бір атомдарға байланысты емес және металлдың барлық аймағында өзара тәуелсіз қозғалады.

Азыр Е вольт/метр электр талаффузы металдың бір бөлігіне қолданылады деп есептейлик. Бул электр талаффузының таңқалуына қарата сергек электрондар ылғаланады. Бірақ электрондардың тизигі тәуелсіз өсуі мүмкін емес, себебі олар тәуелсіз иондармен ығысуына ұшырайды. Ар бір ығысу кезінде электрондардың кинетикалық энергиясы жоғалады, содан кейін сыртқы электр талаффузының қатынасына қарай ылғаланады. Осылайша электрондар белгілі бір уақыт ішінде дрейф тизилинен өтуі мүмкін. Бұл дрейф тизили v метр/секунд деп есептеледі. Электр талаффузы Е интенсивтігіне пропорционал болатын дрейф тизили электрондардың өлшеміне қатысты ескерту керек.

Мұнда μ - электрондардың көчүвчилігі деп аталатын пропорционалдық тұрақты. Бул көчүвчилік электрондардың кондуктор арқылы қаншалықты жеңіл қозғалуын анықтайды. Стабильді дрейф тізілігі және электрондардың рандомды термалық қозғалысы біріктігенде, электр талаффузының бағытына қарама-қарсы жалпы дрейф пайда болады.

Бұл феномен электр токын түзеді. Ток тығыздығы J кондуктор арқылы өткен тектің бір геометриялық перпендикуляр кескін ауданына қатысты анықталады.

J = ток тығыздығы = кондуктор ауданына қатысты ток. Соңғы түрде ток тығыздығы кондуктор арқылы өткен тектің бір кескін ауданына қатысты анықталады.

Егер куб метр бойынша электрондардың концентрациясы n болса,

nv = кондуктордың бір кескін ауданына қатысты бір уақыт ішінде өткен электрондардың саны.

Сонымен, кондуктордың бір кескін ауданына қатысты бір уақыт ішінде өткен жалпы заряд env Кулон болады. Бұл кондуктордың ток тығыздығынан басқа ештеңе емес.

Кездесетін кондуктор үшін, кескін аудан A = 1 м²

ұзындығы L = 1 м, қолданылатын электр талаффузы E = V/L = V/1 = V (V - кондуктордың артында қолданылатын напряжение). Ток I = J және сопротивление R = ρ = 1/σ, мұнда ρ - сопротивление, σ - кондуктордың проводимостьсы.