Калькулятор мобильности электрона

Под подвижность электронов понимают основное свойство материалов, в особенности полупроводников, численно выражающее, с какой лёгкостью электроны движутся через него под воздействием электрического поля. Это свойство является жизненно необходимым при конструировании электронных устройств, включая транзисторы, солнечные батареи, светодиоды и др.

Общий обзор Вопрос подвижности электронов начал рассматриваться ещё в начале 20-го столетия, когда ученые стали изучать электростатику веществ на атомарном уровне. Это является важнейшим параметром в модели Друде, описывающем электропроводимость металлов, и немало важно в физике полупроводниковых устройств — краеугольной дисциплины в микро-электронике.

Формула расчета Подвижность электронов «\(µ\)» вычисляют с использованием формулы «\(µ=v_{np} /E\)». Где:

• \(µ\) —  подвижность электронов, измеряемая в метрах за квадратный вольт в секунду \(\lbrack м²/(\text V·c)\rightlbrack\);
• \(V_{np}\) —  дрейфовая скорость носителей заряда в электронах в м/с;
• \(E\) —  напряжённость внешнего электрического поля в вольт на метр \(\text V/м\).

Применим расчёта: Допуская случай, что \(v_{np} \) равна \(2 \text{ м/с} \), при \(\text E= 1 \text J\). Подвижность электрона в таком случае, вычисляемая как: $$ µ = {\dfrac {2 \ m/c} {1 \ V}} =2 \ m²/ (\tex{V·c}) $$

Значимость и использование Подвижность электронов решающее значение имеет при понимании и прогнозировании работы электронных схем. Высокая скорость дрейфа тока позволяет транзисторам быстрее переходить между режимом в режим и повышает к.п.д в фото-электрических батарей. Значение данной характеристики в электронике очень велико.

Основные вопросы и ответы.

1. Какие факторы влияют на подвижность электронов?

   • На неё могут влиять температура, примесные добавки, структура самого вещества, и тд.

2. В чем разница между подвижностями в металлах и полупроводниках?

   • У полупроводников подвижность электрона сильно меняется в зависимости от примесей и температур. А в металлах она более постоянна.

3. Можно улучшить подвижность носителей заряда?

   • Инжинерия полупроводниковых материалов и легирование позволяют увеличить подвижность носителей заряда в полупроводниках.