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확산 전류 밀도에 관한 설명으로 옳은 것은? | [전자기사 필기] 15년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 15년 3회차
확산 전류 밀도에 관한 설명으로 옳은 것은?
1
농도의 기울기(gradient)에만 의존한다.
2
농도의 기울기와 이동도에 의존한다.
3
확산계수에만 의존한다.
4
이동도에만 의존한다.
해설

확산 전류 밀도는 농도의 기울기와 이동도에 의존한다.

확산 전류 밀도는 확산계수와 농도 기울기의 곱이고, 확산계수는 아인슈타인 관계로 이동도와 연결된다.
Jn=qDndndx,Dn=μnkTqJ_n=qD_n\dfrac{dn}{dx},\quad D_n=\mu_n\dfrac{kT}{q}
Jn=μnkTdndxJ_n=\mu_n kT\dfrac{dn}{dx}

나머지 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

  • 농도 기울기에만 의존한다는 서술은 틀리다. 확산계수(이동도)에 따라 같은 기울기에서도 전류가 달라진다.
  • 확산계수에만 의존한다는 서술은 틀리다. 농도 기울기가 0이면 확산 전류도 0이다.
  • 이동도에만 의존한다는 서술은 틀리다. 농도가 균일하면 이동도와 무관하게 확산 전류는 0이다.

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