Kluczowa różnica między prądem dyfuzji a prądem dryfu polega na tym, że prąd dyfuzji powstaje w wyniku dyfuzji nośników ładunku, podczas gdy prąd dryfu powstaje w wyniku ruchu nośników ładunku wywołanego siłą wywieraną na ładunki przez pole elektryczne.
Prąd dyfuzji i prąd dryfu to dwa rodzaje mechanizmów przepływu prądu, które wykorzystują różne mechanizmy do wytwarzania prądu.
Co to jest prąd dyfuzyjny?
Prąd dyfuzji lub gęstość prądu dyfuzji to rodzaj prądu w półprzewodniku, który jest powodowany dyfuzją nośników ładunku. Nośnikami ładunku w tym kontekście są dziury i elektrony. Ten rodzaj prądu powstaje w wyniku transportu ładunków występujących w niejednorodnych stężeniach cząstek ładunku w półprzewodniku. Co więcej, prąd dyfuzyjny może być w tym samym lub przeciwnym kierunku niż prąd dryfu, zgodnie z równaniem dryfu-dyfuzji.
Rysunek 1: Powstawanie prądu dyfuzyjnego następuje z powodu dyfuzji nośników ładunku
Rozważając urządzenie półprzewodnikowe, prąd w pobliżu obszaru zubożenia złącza p-n jest w większości prądem dyfuzyjnym. Jednak wewnątrz obszaru zubożenia możemy zaobserwować oba rodzaje prądów (prądy dyfuzyjne i prądy dryfu). Co więcej, w równowadze w złączu p-n możemy zaobserwować, że prąd dyfuzji do przodu w obszarze zubożenia jest zrównoważony z prądem dryfu wstecznego dryfu. Dlatego nie ma prądu netto.
Co to jest prąd dryfu?
Prąd dryfu można opisać jako rodzaj prądu w półprzewodniku, który jest powodowany siłą wywieraną na nośniki ładunku przez pole elektryczne. Ta siła zewnętrzna jest często nazywana siłą elektromotoryczną. Ponadto prędkość dryfu można opisać jako średnią prędkość nośników ładunku w prądzie dryfu. Termin prąd dryfu jest najbardziej przydatny w kontekście elektronów i dziur w półprzewodnikach. Jednak ta sama koncepcja może być zastosowana do metali, elektrolitów itp.
Podczas tworzenia prądu dryfu naładowane cząstki są popychane przez pole elektryczne. Elektrony są naładowane ujemnie i są popychane w kierunku przeciwnym do pola elektrycznego. Skutkuje to konwencjonalnymi punktami prądu w tym samym kierunku.
Jaka jest różnica między prądem dyfuzji a prądem dryfu?
Dyfuzja i prąd dryfu to dwa rodzaje prądów elektrycznych, które powstają w wyniku różnych metod ruchu prądu. Kluczową różnicą między prądem dyfuzji a prądem dryfu jest to, że prąd dyfuzji powstaje w wyniku dyfuzji nośników ładunku, podczas gdy prąd dryfu powstaje w wyniku ruchu nośników ładunku wywołanego siłą wywieraną na ładunki przez pole elektryczne. Co więcej, prąd dyfuzyjny jest zgodny z prawem Ficka, podczas gdy prąd dryfu jest zgodny z prawem Ohma. Ponadto, biorąc pod uwagę kierunek prądu, prąd dyfuzyjny zależy od nachylenia stężenia nośnika, podczas gdy prąd dryfu jest zawsze zgodny z kierunkiem pola elektrycznego.
Poniższa infografika przedstawia różnice między prądem dyfuzyjnym a prądem dryfu w formie tabelarycznej dla porównania równoległego
Podsumowanie – Prąd dyfuzyjny a prąd dryfujący
Prąd dyfuzji i prąd dryfu to dwa rodzaje mechanizmów przepływu prądu, które wykorzystują różne mechanizmy do wytwarzania prądu. Kluczową różnicą między prądem dyfuzji a prądem dryfu jest to, że prąd dyfuzji powstaje w wyniku dyfuzji nośników ładunku, podczas gdy prąd dryfu powstaje w wyniku ruchu nośników ładunku wywołanego siłą wywieraną na ładunki przez pole elektryczne.
