ఛార్జ్ క్యారియర్ల కదలిక లేదా విద్యుత్ ప్రవాహం ఘనీకృత పదార్థ భౌతిక శాస్త్రంలో & ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీని డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ అంటారు. ఇచ్చిన దూరానికి పైగా వర్తించే విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా ఇది సంభవించవచ్చు. దీనిని తరచూ ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ అంటారు. సెమీకండక్టర్ పదార్థంలో, ఒకసారి విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేస్తే, చార్జ్ క్యారియర్లు లోపల ప్రవహిస్తున్నందున కరెంట్ ఉత్పత్తి అవుతుంది సెమీకండక్టర్ . డ్రిఫ్ట్ కరెంట్లోని ఛార్జ్ క్యారియర్ యొక్క సగటు వేగాన్ని డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ అంటారు. ఫలిత కరెంట్ & డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని ఎలక్ట్రాన్ లేదా ఎలక్ట్రికల్ మొబిలిటీ ద్వారా వివరించవచ్చు. ఈ వ్యాసం డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.
డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి?
ఉత్పన్నం: ప్రతిస్పందనగా ఛార్జ్ క్యారియర్ల ప్రవాహం విద్యుత్ క్షేత్రం దీనిని డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ అంటారు. ఈ భావన తరచుగా సెమీకండక్టర్లోని ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాల సందర్భంలో ఉపయోగించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఈ భావన లోహాలు, ఎలక్ట్రోలైట్లు మొదలైన వాటిలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
డ్రిఫ్ట్ కరెంట్
సెమీకండక్టర్కు విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తింపజేసిన తర్వాత, విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఛార్జ్ క్యారియర్లు ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. సెమీకండక్టర్లోని రంధ్రాలు విద్యుత్ క్షేత్రం గుండా ప్రవహిస్తుండగా ఎలక్ట్రాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రానికి ఎదురుగా ప్రవహిస్తాయి. ఇక్కడ, ప్రతి ఛార్జ్ క్యారియర్ ప్రవాహాన్ని స్థిరమైన డ్రిఫ్ట్ వేగం (Vd) గా వర్ణించవచ్చు. ఈ కరెంట్ మొత్తం ప్రధానంగా ఛార్జ్ క్యారియర్ల దృష్టిని మరియు పదార్థంలోని వాటి కదలికపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
గురించి తెలుసుకోవడానికి దయచేసి ఈ లింక్ను చూడండి సెమీకండక్టర్స్ మరియు దాని ఉత్పన్నాలలో డిఫ్యూజన్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి
సెమీకండక్టర్లో డ్రిఫ్ట్ కరెంట్
సెమీకండక్టర్లో ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాలు అనే రెండు రకాల చార్జ్ క్యారియర్లు ఉన్నాయని మాకు తెలుసు. ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ సెమీకండక్టర్కు వర్తింపజేసిన తర్వాత, ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం బ్యాటరీ యొక్క + వీ టెర్మినల్ దిశలో ఉంటుంది, అయితే రంధ్రాలు బ్యాటరీ యొక్క -వీ టెర్మినల్ దిశలో ప్రవహిస్తాయి.
సెమీకండక్టర్లో డ్రిఫ్ట్ కరెంట్
సెమీకండక్టర్లో, నెగటివ్ చార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు పాజిటివ్ చార్జ్డ్ క్యారియర్లు రంధ్రాలు. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం యొక్క దిశ బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల టెర్మినల్ ద్వారా ఆకర్షించబడుతుందని మేము ఇప్పటికే చర్చించాము, అయితే బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్ ద్వారా రంధ్రాలు ఆకర్షించబడతాయి.
సెమీకండక్టర్ పదార్థంలో, అణువుల ద్వారా నిరంతరం ision ీకొనడం వల్ల ఎలక్ట్రాన్ల దిశ ప్రవాహం మార్చబడుతుంది. ప్రతిసారీ ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం ఒక అణువును తాకి, యాదృచ్ఛిక మార్గంలో తిరిగి బౌన్స్ అవుతుంది. సెమీకండక్టర్కు వర్తించే వోల్టేజ్ తాకిడిని మరియు యాదృచ్ఛిక ఎలక్ట్రాన్ల కదలికను నిరోధించదు, అయితే ఇది ఎలక్ట్రాన్లు సానుకూల టెర్మినల్ దిశలో మళ్ళించడానికి కారణమవుతుంది.
విద్యుత్ క్షేత్రం లేదా అనువర్తిత వోల్టేజ్ కారణంగా, ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా సగటు వేగాన్ని సాధించవచ్చు లేదా రంధ్రాలను డ్రిఫ్ట్ వేగం అంటారు.
లెక్కింపు
ఎలక్ట్రాన్ల డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని ఇలా ఇవ్వవచ్చు
విn=nIS
అదేవిధంగా, రంధ్రాల డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని ఇలా ఇవ్వవచ్చు
విp=pIS
పై సమీకరణాల నుండి
Vn & Vp ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాల డ్రిఫ్ట్ వేగం
& n & µp అంటే ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాల కదలిక
‘ఇ’ విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించబడుతుంది
డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ డెన్సిటీ డెరివేషన్
ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల కారణంగా ఈ ప్రవాహం యొక్క సాంద్రత ఇలా వ్రాయబడుతుంది
జెn= enµnIS
రంధ్రాల కారణంగా ఈ ప్రవాహం యొక్క సాంద్రత ఇలా వ్రాయబడుతుంది
జెp= epµpIS
పై సమీకరణాల నుండి,
ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాల కారణంగా Jn & Jp ప్రస్తుత సాంద్రతను మళ్ళిస్తున్నాయి
e = ఎలక్ట్రాన్ ఛార్జ్ (1.602 × 10-19 కూలంబ్స్).
n & p లేదు. ఎలక్ట్రాన్లు & రంధ్రాలు
కాబట్టి ఈ ప్రవాహం యొక్క సాంద్రత ఉత్పన్నం ఇలా ఇవ్వవచ్చు
J = Jn + Jp
పై సమీకరణంలో Jn & Jp విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి, అప్పుడు మనకు లభిస్తుంది
= enµnE + epµpE
J = eE (nµn + pµp)
ప్రస్తుత మరియు డ్రిఫ్ట్ వేగం మధ్య సంబంధం
ఒక కండక్టర్లో, పొడవు మరియు వైశాల్యాన్ని l & A తో సూచిస్తారు. అందువలన, కండక్టర్ వాల్యూమ్ను ఇలా ఇవ్వవచ్చు AI
లేకపోతే. కండక్టర్లోని ప్రతి యూనిట్ వాల్యూమ్కు ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు ‘n’, అప్పుడు మొత్తం సంఖ్య. కండక్టర్ లోపల ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు A / n గా ఉంటాయి.
ప్రతి ఎలక్ట్రాన్పై చార్జ్ ‘ఇ’ అయితే, కండక్టర్లోని ఎలక్ట్రాన్లపై మొత్తం ఛార్జ్ ఇవ్వబడుతుంది
Q = A / లేదు
బ్యాటరీని ఉపయోగించి కండక్టర్ యొక్క రెండు టెర్మినల్స్ అంతటా వోల్టేజ్ సరఫరా వర్తించినప్పుడు, అప్పుడు విద్యుత్ క్షేత్రం కండక్టర్ అంతటా సంభవించవచ్చు
E = V / l
ఈ విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా, కండక్టర్ లోపల ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం కండక్టర్ యొక్క సానుకూల టెర్మినల్ వైపు డ్రిఫ్ట్ వేగం ద్వారా ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. అందువల్ల ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా కండక్టర్ను దాటడానికి తీసుకున్న సమయం ఇలా ఇవ్వవచ్చు
T = l / ఉదా
ప్రస్తుతము ఉన్నప్పుడు I = q / t
పై సమీకరణంలో Q & T విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయండి, అప్పుడు మనకు లభిస్తుంది
I = (A / ne) / (l / vd) = అనెవ్డ్
పై సమీకరణంలో, A, n & e స్థిరంగా ఉంటాయి. కాబట్టి ‘నేను’ నేరుగా డ్రిఫ్ట్ వేగానికి (I∞vd) అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది
గురించి తెలుసుకోవడానికి దయచేసి ఈ లింక్ను చూడండి డ్రిఫ్ట్ మరియు డిఫ్యూజన్ కరెంట్ & వాటి తేడాలు ఏమిటి
తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
1). సెమీకండక్టర్ లోపల డ్రిఫ్ట్ & డిఫ్యూజన్ కరెంట్ అంటే ఏమిటి?
సెమీకండక్టర్లో ప్రవాహాల ప్రవాహం డ్రిఫ్ట్ & డిఫ్యూజన్ ప్రవాహాలు.
2). డ్రిఫ్ట్ & డిఫ్యూజన్ కరెంట్ మధ్య ప్రధాన తేడా ఏమిటి?
ఈ ప్రవాహం ప్రధానంగా అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది: విద్యుత్ క్షేత్రం లేకపోతే, డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ లేదు, అయితే సెమీకండక్టర్లో విద్యుత్ క్షేత్రం ఉన్నప్పటికీ విస్తరణ కరెంట్ జరుగుతుంది.
3). ప్రస్తుత నిర్వచనం ఏమిటి?
ఛార్జ్ క్యారియర్ల ప్రవాహాన్ని కరెంట్ అంటారు. దీన్ని ఓం చట్టం (V = IR) నుండి లెక్కించవచ్చు
4). ప్రస్తుత రకాలు ఏమిటి?
అవి AC (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్) & DC (డైరెక్ట్ కరెంట్)
5). డ్రిఫ్ట్ వేగం సూత్రం ఏమిటి?
I = nqAvd సూత్రాన్ని ఉపయోగించి దీన్ని లెక్కించవచ్చు
6). డ్రిఫ్ట్ వేగాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు ఏమిటి?
అధిక ఉష్ణోగ్రత & అధిక క్యారియర్ గా ration త వంటి అంశాలు.
7). సెమీకండక్టర్ల రకాలు ఏమిటి?
అవి అంతర్గత సెమీకండక్టర్స్ & బాహ్య సెమీకండక్టర్స్
8). డ్రిఫ్ట్ యొక్క వేగం క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతంపై ఆధారపడి ఉందా?
లేదు, ఇది క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం లేదా వైర్ యొక్క పొడవు మీద ఆధారపడి ఉండదు
9). సెమీకండక్టర్లో విస్తరణ కరెంట్ ఎలా జరుగుతుంది?
ఛార్జ్ క్యారియర్ యొక్క వ్యాప్తి కారణంగా సెమీకండక్టర్ ద్వారా డిఫ్యూజన్ కరెంట్ సంభవించవచ్చు.
10). మోకాలి వోల్టేజ్ అంటే ఏమిటి?
వోల్టేజ్ ఒక నిర్దిష్ట పరిమితి కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు కరెంట్ డయోడ్ అంతటా ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి దీనిని మోకాలి వోల్టేజ్ అంటారు.
అందువలన, ఇది అన్ని గురించి డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ యొక్క అవలోకనం సెమీకండక్టర్, లెక్కింపు మరియు దాని ఉత్పన్నంలో. అందువల్ల, ఇది సెమీకండక్టర్, లెక్కింపు మరియు దాని ఉత్పన్నంలో డ్రిఫ్ట్ కరెంట్ యొక్క అవలోకనం గురించి. ఈ భావన ప్రధానంగా డోప్డ్ సెమీకండక్టర్లో ఉంటుంది, ఇక్కడ ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు వంటి ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఉంటాయి. సెమీకండక్టర్కు వోల్టేజ్ సరఫరా ఇచ్చిన తర్వాత, ఛార్జ్ క్యారియర్ల ప్రవాహాన్ని మనం గమనించవచ్చు. ఛార్జ్ క్యారియర్ యొక్క ధ్రువణతపై ఆధారపడి, ఇది బ్యాటరీ టెర్మినల్స్ వైపు ఆకర్షిస్తుంది. అందువల్ల, విద్యుత్తును వర్తించవచ్చు ఎందుకంటే విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఛార్జ్ క్యారియర్ల ప్రవాహం. ఛార్జ్ క్యారియర్ల ప్రవాహానికి అవసరమైన వేగాన్ని డ్రిఫ్ట్ వేగం అంటారు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, విస్తరణ కరెంట్ అంటే ఏమిటి?