üniversite
Katıhal fiziği
Hareket Yeteneği | Hareket Yeteneği |
|
|
|
| Yazar fizik | |
| Perşembe, 08 Ekim 2009 | |
|
Bir kristalde, bir elektrik alanının etkisi altında hareket eden elektronlar, bu alnının şiddetiyle orantılı bir hız kazanırlar. Böylece V cm . S"1 olarak sürüklenme hızı, Є = Volt cm.-1 olarak elektrik alan şiddeti olmak üzere V = M Є (1.1) yazılabilir. M 'ye taneciklerin hareket yeteneği denir ve birimi cm2 . Volt . s-1 dir.
(1.1) bağıntısından, belirli bir elektrik alanı içindeki elektronların sabit bir hızla sürüklenecekleri açıkça görülür. Fakat bu hız bir ortalama hızdır ve gerçekte elektronlar kristal boyunca sabit bir hızla hareket etmezler. Her elektron, alan sebebiyle ivmelenir ve kısa bir mesafe sonunda bir çarpışmaya maruz kalır. Her çarpışmada elektron kazandığı hızın büyük bir kısmını kaybeder ve alanın etkisi altında yeniden ivmelenmeye başlar. Bu olay tekrarlanıp gider ve bütün hareketli elektronlar göz önüne alındığında ortalama hız, (1.1) bağıntısı ile verilmiş olan değere eşit olur. Yarı iletkenlerde hareket yeteneğinin değeri sıcaklığa, malzemenin saflığına ve elektron yahut pozitif delik hareketinin göz önüne alınmış olmasına bağlı olarak değişir. Genel olarak iletim bandındaki elektronların hareket yeteneği Mn ve valans bandındaki pozitif deliklerin hareket yeteneği Mp ile gösterilir. İletim bandındaki elektronlar çekirdeklerin çekim kuvvetlerine, kovalan bağlardaki elektronların yavaş sürüklenmesi şeklinde hareket eden pozitif deliklere göre daha az maruz kaldıkları için silisyum ve germanyumda Mn, Mp' den daha büyüktür. Yabancı atomlar varsa hareket yeteneği de has haldeki değere göre küçülür. Bu, yük taşıyıcılarının, yabancı atomlar sebebiyle çarpışmalarının artmasından ileri gelir. İletim bandındaki elektron yoğunluğu, birim hacim başına n ile verilmiş olan bir yarıiletkeni göz önüne alalım. Birim hacim başına iletime katılan yük miktarı nedir ve bu yük e alanı içinde V hızı ile hareket edecektir. Akım yoğunluğu Jn = neV (1.2) bağıntısı ile verilmiştir ve malzemenin, iletim bandındaki elektronlarından ileri gelen iletkenliği:
Burada n indisi, büyüklüklerin iletim bandındaki pozitif delik yoğunluğu p ve pozitif deliklerin hareket yeteneği Mp ise benzer düşüncelerle Jp = pe Mp (1.4) olduğu gösterilebilir ve buradan toplam iletkenlik için J = Jp + Jn = e (pMp + nMn) (1.5) yazılabilir. Saf germanyum yahut silisyum gibi bir has yarıiletken için iletim bandındaki bütün elektronlar, evvelce dolu olan valans bandındaki yerlerinden kopmuş olan elektronlardır ve böylece P = n = ni dır. (1.6) Burada ni; has yarıiletkendeki elektronların yahut deliklerin yoğunluğunu göstermektedirler. Böylece: J = nie (Mp+M) (1.7) yazılabilir.
|
| < Önceki | Sonraki > |
|---|
| ana |
| sözlük |
| özel dosyalar |
| lise1 |
| lise2 |
| lise3 |
| Video fizik |
| Blog |
| üniversite |