വാഹപ്രവേഗം

വാഹപ്രവേഗം വൈദ്യുതിമണ്ഡലം മൂലം ഒരു വസ്തുവിലെ ഇലക്ട്രോൺ പോലെയുള്ള കണികകൾ കൈവരിക്കുന്ന പ്രവേഗമാണ്. ഇതിനെ axial drift velocity എന്നും പറയുന്നു. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ ഒരു ചാലകത്തിൽ ഇലക്ട്രോൺ ക്രമമായി ഫെർമിപ്രവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കും. നാം നൽകുന്ന വൈദ്യതമണ്ഡലം ഈ ക്രമമായ ചലനത്തിന് ഒരു ദിശയിൽ ചെറിയ ഒരു പ്രവാഹപ്രവേഗം നൽകുന്നു.

ഒരു അർധചാലകത്തിലെ രണ്ട് പ്രധാന carrier scattering രീതികൾ അയൊണൈസ്ഡ് ഇമ്പ്യൂരിറ്റി സ്കാറ്ററിങ്ങും ലാറ്റിസ് സ്കാറ്ററിങ്ങുമാണ് അവ.

എന്തെന്നാൽ വൈദ്യുതപ്രവാഹം വാഹപ്രവേഗത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. പ്രതിരോധക വസ്തുവിലെ വാഹപ്രവേഗം ബാഹ്യ വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിന്റെ അളവിന് ആനുപാതികമാണ്. ഓം നിയമത്തെ വാഹപ്രവേഗത്തിന്റെ രീതിയിൽ വിശദീകരിക്കാം.

ഓം നിയമത്തിനുള്ള ഏറ്റവും പ്രാഥമികമായ സമവാക്യം താഴെക്കാണുന്നതാണ്:

$u=\mu E,$

ഇവിടെ uഎന്നത് വാഹപ്രവേഗം ആണ്, μഎന്നത് വസ്തുവിന്റെ electron mobility (യൂണിറ്റുകൾ m²/(V⋅s)), E എന്നത് വൈദ്യുതമണ്ഡലമാണ് (യൂണിറ്റുകൾ V/m).

പരീക്ഷണത്തിലൂടെയുള്ള അളക്കൽ

വസ്തുവിലെ സ്ഥിരമായ ഛേദവിസ്തീർണ്ണമുള്ള ചർജ്ജ് വാഹകരുടെ വാഹപ്രവേഗം താഴെതന്നിരിക്കുന്ന സൂത്രവാക്യമുപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കാം:

$u={j \over nq},$

ഇവിടെ u എന്നത് ഇലക്ടോണുകളുടെ വാഹപ്രവേഹമാണ്, j എന്നത് വസ്തുവിലൂടെ ഒഴുകുന്ന [[വൈദ്യുതിസാന്ദ്രത|വൈദ്യുതിയുടെ സാന്ദ്രതയാണ്, n എന്നത് ചാർജ്ജ്‌വാഹകരുടെ എണ്ണസാന്ദ്രതയാണ്, q എന്നത് ചാർജ്ജ്‌വാഹകരുടെ ചാർജ്ജാണ്

ചാർജ്ജ് വാഹകർ ഇലക്ട്രോണുകളായ മെറ്റാലിക് ഓമിക് ചാലകം കടത്തിവിടുന്ന ഇടത് സിലിണ്ട്രിക്കലായ വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളുടേതായ രീതിയിൽ ഈ സൂത്രവാക്യത്തെ ഇങ്ങനെ വീണ്ടും എഴുതാം.

$u={m\;\sigma \Delta V \over \rho ef\ell },$

ഇവിടെ

• u ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വാഹപ്രവാഹമാണ്, m⋅s⁻¹
• mലോഹത്തിന്റെ തന്മാത്രാപിണ്ഡമാണ്, in കിലോഗ്രാം
• ΔV എന്നത് ചാലകത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ആണ്, in V
• ρ എന്നത് ചാലകത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയാണ് (യൂണിറ്റ് വ്യാപ്തത്തിലെപിണ്ഡം) , കിലോഗ്രാം⋅m⁻³
• e elementary charge ആണ്, C
• f ആറ്റത്തിലെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണമാണ്
• ℓ എന്നത് ചാലകത്തിന്റെ നീളമാണ്, m
• σ കണക്കിലെടുക്കുന്ന താപനിലയിലുള്ള മാധ്യമത്തിന്റെ വൈദ്യുതചാലകതയാണ് , S/m.

ഇതും കാണുക

• Flow velocity
• Electron mobility
• Speed of electricity
• Drift chamber
• Guiding center