ВУЗ:
Составители:
36
средней скоростью, зависящей от напряжённости электрического по-
ля. Установим характер этой зависимости.
Пусть в некотором объёме движется электрон с хаотической те-
пловой скоростью
0
υ
. При длине свободного пробега электрона
e
λ
время пробега
τ
составит
0
υ
λ
τ
e
=
. За время
τ
сила электрического
поля
eE
F
−
=
сместит электрон на расстояние
x
∆
в направлении поля.
Столкнувшись затем с атомом газа, электрон изменит направление
своего движения. Полагая все направления движения после столкно-
вения равновероятными, можно считать, что после столкновения ско-
рость электрона в направлении поля равна нулю. Тогда величина
x
∆
может быть найдена из уравнения равноускоренного движения:
2
2
τa
x =∆
. (1.57)
Выражая ускорение
α
через силу
F
и массу электрона
e
m по второму
закону Ньютона получим:
e
m
eE
x
2
2
τ
=∆
, (1.58)
а средняя скорость направленного движения (т.е. скорость движения
вдоль оси Х, совпадающей с направлением вектора напряженности
электрического поля) может быть найдена путём деления значения
x
∆
на время пробега
τ
:
E
Vm
e
e
e
E
0
2
1
λ
υ =
. (1.59)
Таким образом получаем, что скорость направленного движения
электронов (скорость дрейфа) пропорциональна напряжённости элек-
трического поля
E
. Коэффициент пропорциональности в уравнении
(1.59) называется подвижностью электронов:
0
2
1
Vm
e
b
e
e
e
λ
=
. (1.60)
Отметим, что уравнение (1.60) является приближённым в силу сле-
дующих причин:
средней скоростью, зависящей от напряжённости электрического по- ля. Установим характер этой зависимости. Пусть в некотором объёме движется электрон с хаотической те- пловой скоростью υ0 . При длине свободного пробега электрона λe время пробега τ составит τ = λe υ 0 . За время τ сила электрического поля F = −eE сместит электрон на расстояние ∆x в направлении поля. Столкнувшись затем с атомом газа, электрон изменит направление своего движения. Полагая все направления движения после столкно- вения равновероятными, можно считать, что после столкновения ско- рость электрона в направлении поля равна нулю. Тогда величина ∆x может быть найдена из уравнения равноускоренного движения: aτ 2 ∆x = . (1.57) 2 Выражая ускорение α через силу F и массу электрона me по второму закону Ньютона получим: eEτ 2 ∆x = , (1.58) 2me а средняя скорость направленного движения (т.е. скорость движения вдоль оси Х, совпадающей с направлением вектора напряженности электрического поля) может быть найдена путём деления значения ∆x на время пробега τ : 1 eλe υE = E . (1.59) 2 meV0 Таким образом получаем, что скорость направленного движения электронов (скорость дрейфа) пропорциональна напряжённости элек- трического поля E . Коэффициент пропорциональности в уравнении (1.59) называется подвижностью электронов: 1 eλe be = . (1.60) 2 meV0 Отметим, что уравнение (1.60) является приближённым в силу сле- дующих причин: 36
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- …
- следующая ›
- последняя »