المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19


Diffusion Current Density  
  
2179   01:37 مساءً   date: 20-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 170


Read More
Date: 8-5-2017 1307
Date: 17-5-2017 2830
Date: 20-5-2017 2088

Diffusion Current Density

To begin to understand the diffusion process in a semiconductor, we will consider simplified analysis. Assume that an electron concentration varies in one dimension shown in Figure 1.1. The temperature is assumed to be uniform so that the average thermal velocity of electrons is independent of x. To calculate the current, we will  determine the net Row of electrons per unit time per unit area crossing the plane a x = 0. If the distance l shown in Figure 1.1 is the mean-free path of an electron, this is, the average distance an electron travels between collisions (l = vth τcn), then on the average, electrons moving to the right at x = -l and electrons moving to the at x = +l will cross the x = 0 plane. One half of the electrons at x = -l will be traveling to the right at any instant of time and one half of the electrons at x = +l will be traveling to the left at any given time. The net rate of electron flow, Fn, in the +l

Figure 1.2 Electron concentration versus distance.

direction at x = 0 is given by

(1)

If we expand the electron concentration in a Taylor series about x = 0 keeping only the first two terms, then we can write Equation (1) as

(2)

which becomes

(3)

Each electron has a charge (-e), so the current is

(4)

The current described by Equation (4) is the electron diffusion current and is proportional to the spatial derivative, or density gradient, of the electron concentration. The diffusion of electrons from a region of high concentration to a region of low concentration produces a flux of electrons flowing in the negative x direction for this example. Since electrons have a negative charge, the conventional current direction is in the positive x direction. Figure 1.2a shows these one-dimensional flux and current directions. We may write the electron diffusion current density for this one dimensional case. in the form

(5)

where Dn is called the electron diffusion coefficient, has units of cm2/s, and is a positive quantity. If the electron density gradient becomes negative, the electron diffusion current density will be in the negative x direction.

Figure 1.2b shows an example of a hole concentration as a function of distance in a semiconductor. The diffusion of holes, from a region of high concentration to a region of low concentration, produces a flux of holes in the negative x direction. Since holes are positively charged particles, the conventional diffusion current density is also in the negative x direction. The hole diffusion current density is proportional to the hole density gradient and to the electronic charge, so we may write

(6)

Figure 1.2 (a) Diffusion of electrons due to a density gradient. (b) Diffusion of holes due to a density gradient.

for the one-dimensional case. The parameter Dp is called the hole diffusion coefficient, has units of cm2/s, and is a positive quantity. If the hole density gradient becomes negative, the hole diffusion current density will be in the positive x directed.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.