2004年07月08日

拡散電流

今回は拡散電流の話。

水は高きところから低きところに流れるじゃないけど、拡散って現象がある。だいたい、気体でも液体でも固体でも濃度の高いところから濃度の低いところに移動していって最後に同じ濃度になって落ち着く。こういうのを拡散っていうんだけど、インクを水にたらす例などでほとんどの人は知っているだろう。

この拡散によって生じる電流が拡散電流だ。前回やったドリフト電流と今回の拡散電流が半導体中の電流を構成する2大主要電流である。

以下の図を使って非常に簡単に説明していく。

拡散電流

まず、図のように左から右にキャリアが拡散していくとする。このときの、単位面積あたり単位時間内に通り過ぎるキャリアの数を求めれば電流密度になる。

で、この数をどんなふうにで求めるかというと、単位時間単位面積を通る数はキャリアの濃度勾配に比例するって法則から求める。

そうして出てきた式が図の右側にある式だ。式中の電子とHoleによる符号の違いは、電子の電荷がマイナスであることと、電流の向きを考えれば分かる。Dは拡散の話には必ず出てくる拡散係数と呼ばれる比例定数である。

電子のみまたはHoleのみが拡散する場合はそれぞれの式を使えばよく、どちらも拡散電流に寄与している場合はドリフト電流のときと同じように全電流として足してしまえばよい。

今回は超簡単で、ここまで。次も超簡単に電流密度のまとめでその後は電子の発生と再結合による電流かな。
posted by ピッコロ大魔王 at 09:30| Comment(0) | TrackBack(0) | 物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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