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漂移速度是由于电场而导致的材料中诸如电子的粒子的平均速度。它也可以称为轴向漂移速度。通常,电子将以费米速度随机地在导体中传播。施加的电场将使该随机运动在一个方向上具有小的净流速。
在半导体中,两个主载流子散射机制是电离杂质散射和晶格散射。
因为电流与漂移速度成比例,电阻材料中的电流又与外部电场的大小成比例,欧姆定律可以用漂移速度来解释。
欧姆定律的最基本表达方式是:
其中u是漂移速度,μ是材料的电子迁移率(单位为m2 /(V⋅s)),E为电场(单位V / m)。
用于评估恒定横截面积材料中载流子漂移速度的公式由下式给出:
其中u是电子的漂移速度,j是流过材料的电流密度,n是电荷载流子数密度,q是电荷载流子上的电荷。
在正圆柱载流金属欧姆导体的基本性质上,电荷载体是电子,这个表达式可以重写为:
这里,u是电子的漂移速度,以m⋅s-1为单位;
m是金属的分子质量,单位为kg;
σ是介质在所考虑的温度下的电导率,单位为S / m;
ΔV是施加在导体上的电压;
ρ是导体的密度(单位体积质量),单位为kg·m-3;
e是C中的基本电荷;
f是每个原子的自由电子数;
l是导体的长度,单位为m。
电通常用铜线进行。铜的密度为8.94g / cm3,原子重量为63.546g / mol,因此为140685.5mol / m3。一摩尔的任何元素有6.02×1023个原子(阿伏伽德罗常数)。 因此,在1m3的铜中,约有8.5×1028个原子(6.02×1023×140685.5mol / m3)。 铜每原子具有一个自由电子,所以n等于每立方米8.5×1028个电子。
假设电流I = 1安培,直径为2mm(半径= 0.001米)的电线。 该导线的截面积为3.14×10-6m2(A =π×(0.001m)2)。 一个电子的电荷为q = -1.6×10-19C。因此可以计算漂移速度:
单位分析:
因此,在该线中,电子以23μm/s的速率流动。 在60Hz交流电流下,这意味着在半个周期内,电子漂移小于0.2μm。 换句话说,流过开关中的接触点的电子将永远不会离开开关。
相比之下,这些电子的费米流速(在室温下可以被认为是没有电流的近似速度)约为1570公里/秒。
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热运动和漂移运动
载流子在没有受到任何驱动(即无浓度梯度,也无电场)时,它就进行着无规的热运动。热运动的特点:
①没有方向性;
②不断遭受散射;
③具有一定的热运动能量和热运动速度(vth),在温度T时即满足:(1/2)m*vth2=(3/2)kT,其中m*是载流子有效质量。在室温下,vth≈107cm/s。
在有外电场作用时即发生漂移运动。漂移运动的特点:
①沿着电场的方向运动——定向运动;
②漂移运动是叠加在热运动基础之上的一种定向运动,因此漂移运动的速度——漂移速度必然小于热运动速度;
③在漂移过程中将 不断遭受散射(否则漂移速度将变成
漂移速度和迁移率
若电场强度为E,则由动量平衡关系可以给出平均漂移速度vd为:vd = qtE/m*.
可见,漂移速度与电场成正比,其比例系数就是载流子的所谓迁移率μ:μ= vd/E= qt/m*.
这就是说,载流子迁移率就是单位电场作用下、所产生的平均漂移速度,单位是[cm2/V-s]。迁移率即表征着载流子在电场作用下加速运动的快慢。
漂移速度与电场的关系
在低电场下,迁移率m为常数,则漂移速度与电场成正比(vd∝E),即欧姆定律成立;但是在强电场下,由于载流子获得很大的动能(大于热能kT),成为了热载流子,就可能把能量转移到晶格上去,即可以产生出光学波声子,而载流子本身的速度就不再升高——达到饱和,即为饱和速度vdsat。注意,饱和速度vdsat接近(但小于)热运动速度;在室温下,即约为107cm/s。
漂移速度-电场关系可以采用许多经验公式来表示,例如:vd=μE/[1 (μE/vdsat)].
可见,在低电场下,漂移速度与电场成正比(vd=μE);而在强电场时,因为漂移速度不再与电场成正比,所以载流子的迁移率概念即失去了意义,这时应该采用恒定的漂移速度(vd=μE)来表征漂移运动。
当电场较强、使得电子获得较高能量时,即可以从有效质量小的低能谷跃迁到有效质量大的高能谷上面去,并导致漂移速度下降,即产生负电阻。这种转移电子效应所产生的负电阻是Gunn二极管工作的物理基础。
建筑物基本信息
建筑物基本信息 参数名 必填 描述 项目实际情况 建筑代码 数据中心代码 建筑名称 必填 最多24个汉字 建筑字母别名 必填 建筑首字母大写 建筑业主 必填 有多位业主时存主要业主名称,外加 “等××位” 建筑监测状态 状态 1- 启用监测 0- 停用监测 所属行政区划 必填 6位行政区划代码 建筑地址 必填 最多40个汉字 建筑坐标 -经度 建筑坐标 -纬度 建设年代 必填 4位数字年份 地上建筑层数 必填 整数 地下建筑层数 整数 建筑功能 必填 A- 办公建筑 B- 商场建筑 C- 宾 馆饭店建筑 D- 文化教育建筑 E- 医疗卫生建筑 F- 体育建筑 G- 综 合建筑 H- 其它建筑 建筑总面积 必填 空调面积 必填 采暖面积 必填 建筑空调系统形式 必填 A- 集中式全空气系统 B- 风机盘管 +新风系统 C- 分体式空调或 VRV的 局部式机组系统 Z
漂移电压和有效信号电压无法分辨,严重时,漂移电压甚至把有效信号电压淹没,使放大电路无法正常工作。
零漂移放大器是指失调电压漂移接近于0的放大器。它连续自动校正任何直流误差,实现超低水平的失调电压、时间漂移和温度漂移。零漂移放大器的常见特性包括:超低失调电压和漂移、高开环增益、高电源抑制、高共模抑制以及零1/f噪声。
主要是温度对三极管的影响。温度的变化会使三极管的静态工作点发生微小而缓慢的变化,这种变化量会被后面的电路逐级放大,最终在输出端产生较大的电压漂移。因此,零点漂移也叫温漂。