
【电】 thermal diffusion current
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
【化】 diffusion current
热扩散电流(Thermal Diffusion Current)是半导体物理学中的重要概念,指在存在温度梯度的半导体材料中,因载流子(电子或空穴)从高温区向低温区扩散而形成的电流。其物理本质是载流子浓度随温度变化导致的扩散运动,属于热电效应的一种表现形式。以下是详细解释:
温度梯度驱动
当半导体材料两端存在温差(( abla T eq 0))时,高温区载流子动能增大,浓度升高,向低温区扩散,形成定向电流。电子扩散方向与温度梯度方向相反,空穴扩散方向与温度梯度相同。
数学表达式
热扩散电流密度 (J{text{th}}) 可表示为:
$$ J{text{th}} = -q D left( frac{dn}{dT} right) abla T $$
其中 (q) 为电荷量,(D) 为扩散系数,(n) 为载流子浓度,( abla T) 为温度梯度。
热扩散电流是塞贝克效应(Seebeck Effect)的核心组成部分。当半导体两端存在温差时,热扩散与内建电场的共同作用产生净热电电流,关系式为:
$$ J_{text{total}} = sigma S abla T $$
其中 (sigma) 为电导率,(S) 为塞贝克系数(综合反映热扩散与电场作用)。
用于温差发电器(TEG),将热能直接转换为电能,常见于航天器电源、工业废热回收系统。
高温环境下工作的晶体管、太阳能电池中,热扩散电流可能引起局部焦耳热或性能漂移,需通过散热设计抑制。
基于塞贝克效应的热电偶依赖热扩散电流原理实现高精度测温。
中文术语 | 英文术语 |
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热扩散电流 | Thermal Diffusion Current |
温度梯度 | Temperature Gradient |
塞贝克效应 | Seebeck Effect |
载流子浓度 | Carrier Concentration |
热电转换 | Thermoelectric Conversion |
(注:因搜索结果未提供可验证链接,参考文献仅标注来源名称及章节,未添加超链接。)
“热扩散电流”这一术语在现有资料中并未被直接定义,但结合“扩散电流”和“热扩散”的相关解释,可以推断其可能的含义如下:
结合两者,“热扩散电流”可能指:
如需更详细的公式推导或应用场景,可查阅半导体物理相关教材或高权威性研究资料。
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