社会人&学生におすすめする色彩検定の勉強術

デバイ長が何かよくわかりません。またpn接合に
おけるデバイ長Lの式を導出するにはどうしたらいい
ですか?
 今、わからなくって困っています。教えてくださ
い。

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A 回答 (1件)

(1) デバイのシャヘイ距離ともいい、プラズマ物理から出てきた概念です。

簡単のために、正の電荷と負の電荷を持つ粒子が多数あり、正の電荷を持つ粒子は動きにくく、負の電荷を持つ粒子は自由に動けるものとします。すると、負の電荷を持つ粒子は正電荷に引き寄せられ、正電荷がつくる電場は弱くなります。つまりシャヘイされます。デバイ長(デバイ距離)とは、このような、静電シャヘイされる距離(電場のおよぶ距離)の目安を与える量です。

(2) 負電荷の運動エネルギーがゼロの場合は、正電荷が作る静電ポテンシャル(の井戸)は負電荷によって完全に埋められてしまい、正電荷の周囲では電場はゼロになります。もし、負電荷が運動エネルギーを持っている場合は、その大きさが正電荷が作る静電ポテンシャルよりも大きければ、負電荷を持つ粒子はポテンシャルの井戸から飛び出すことができます。このとき、静電シャヘイは不完全なものになり、正電荷からある距離までは電場を感じることが出来ます。従って、温度が高いほど、電荷密度が低いほど、デバイ長は大きくなります。
(3) 負電荷の運動エネルギーが熱分布している場合(温度がゼロではない場合)、分布関数はボルツマン分布になります、この分布関数と電荷が分布しているときの静電ポテンシャルを表す式、すなわちポアッソンの方程式を連立させれば、ポテンシャル分布が簡単に求まります。ポテンシャルが中心での値の1/eになる距離が、デバイ長です。

(4) debye pn-janctionで検索すると、下記のサイト以外に、いくらでも出てきますし、書店の専門書コーナーに行けば、関連の書籍が沢山あります。

参考URL:http://www.mtmi.vu.lt/pfk/funkc_dariniai/diod/
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