Что такое подвижность: ПОДВИЖНОСТЬ | это... Что такое ПОДВИЖНОСТЬ?

Содержание

Подвижность

Подвижность. Дрейф носителей заряда

Если в полупроводнике создано электрическое поле величины Е, то помимо хаотического появляется направленное перемещение носителей заряда, называемое дрейфом. Скорость дрейфа, v_др, – это скорость, направленная вдоль вектора напряженности электрического поля, усредненная по всем носителям заряда одного знака (электронами или дырками).

Оценить среднюю скорость дрейфа можно исходя из формулы v_др=a t_п, где а – ускорение, приобретаемое электроном между столкновениями. Среднее ускорение электрона можно рассчитать, используя второй закон Ньютона

где qE=F – сила, действующая на электрон со стороны поля.

Подставив это выражение в формулу для скорости дрейфа, получаем

. (3.

В формуле (3.1) величина называется подвижностью носителей заряда. Таким образом, подвижность носителей заряда обратно пропорциональна эффективной массе носителей m и прямо пропорциональна времени свободного пробега t_п.

Поскольку скорость дрейфа v_др=μЕ, то значение подвижности можно рассчитать по формуле

, м²/В·с. (3.2)

Иначе говоря, подвижность носителей заряда – это скорость дрейфа, приобретаемая свободными носителями в электрическом поле напряженности Е=1 В/м.

Оценка величины подвижности электрона μ в кристаллической решетке по формуле (3.1) дает следующее значение:

м²/В·с.

Поскольку в полупроводниках существуют два вида носителей заряда с различными эффективными массами, то различают подвижность электронов m

_n и подвижность дырок m_p.

Подвижность электронов в кремнии по различным данным составляет (0,14…0,19) м²/(В×с), а в арсениде галлия – (0,93…1,1) м²/(В×с). Подвижность дырок оказывается значительно меньшей и равной (0,04…0,05) м²/(В×с) для кремния и германия и 0,045 м²/(В×с) для арсенида галлия, что объясняется меньшим временем свободного пробега дырок в этих полупроводниковых материалах.

Температурная зависимость величины подвижности носителей заряда в полупроводниках определяется механизмами рассеяния носителей заряда.

В слабых электрических полях дрейфовая скорость значительно меньше средней скорости теплового хаотического движения. Длина свободного пробега определяется в основном

рассеянием свободных носителей на колеблющихся атомах полупроводника (фононах) и ионизированных атомах примесей. Фононное рассеяние преобладает при малых концентрациях примесей (10²⁰.

..10²³ м^-3), в этом случае длина свободного пробега, следовательно и подвижность, уменьшаются с ростом температуры (рис. 3.1, а).

Подвижность носителей заряда в полупроводнике становится значительно меньшей при высокой концентрации примесей, 10²⁴…10²⁵ м^-3.^{В
этом случае при сравнительно низких температурах преобладает рассеяние
носителей заряда на примесях, находящихся в ионизированном или нейтральном
состоянии. При нагреве полупроводника вследствие увеличения тепловой
скорости электронов и уменьшения их времени взаимодействия с ионами,
подвижность носителей заряда m}

и растет с температурой по закону m_и~T^3/2/N_и, где N_и — концентрация ионизированных примесей (доноров или акцепторов). При высоких температурах преобладает рассеяние носителей заряда на тепловых колебаниях атомов или ионов кристаллической решетки полупроводника.

При этом подвижность m_т уменьшается с ростом температуры по закону m_т ~T^-3/2.

График зависимости m=f(T) в сильно легированом полупроводнике представлен на рис. 3.1, б. Видно, что температурная зависимость подвижности носителей заряда в примесном полупроводнике состоит из двух участков. Участок

1 характерен для низких температур, когда преобладает рассеяние на ионизированных примесях; на участке 2 подвижность носителей уменьшается вследствие рассеяния на тепловых колебаниях атомов и ионов.

Результирующая подвижность m определяется с помощью соотношения

. (3.3)

Подвижность и дрейфовая скорость носителей заряда зависят не только от температуры, но и от напряженности электрического поля в полупроводнике.

В слабых электрических полях v_др<<v_т, тогда полная средняя скорость не зависит от напряженности поля Е и подвижность m=m_o постоянна. Дополнительная, приобретаемая электронами на длине свободного пробега, энергия много меньше

kT, она теряется при рассеянии на возбуждение низкочастотных акустических фононов (п. 1.5.7).

С ростом напряженности электрического поля скорость дрейфа электронов возрастает (рис. 3.2), приобретаемая электронами энергия увеличивается и начинает превышать потери при рассеянии, поскольку энергия возбуждаемых акустических фононов по-прежнему мала по сравнению с kT. Это вытекает из условия сохранения импульса — импульс возбуждаемого фонона должен быть равен изменению импульса электрона. Однако импульс акустического фонона p_фон== =(h/v_фон)f_фон с энергией W_фонkT значительно превышает импульс электрона из-за невысокой скорости фонона v_фон5·10³ м/с и энергия электрона не может быть передана фононам с такой энергией.

Вследствие увеличения средней скорости электронов уменьшается время свободного пробега t_п электрона между двумя столкновениями и, согласно соотношению (3.1), подвижность уменьшается. Известно, что подвижность снижается на 10%, когда напряженность электрического поля достигает критического значения E_кр=1,4v_фон/m₀,_{где m₀
— значение подвижности в слабом электрическом поле. Таким образом, значение
критического поля обратно пропорционально величине подвижности носителей заряда
в конкретном полупроводниковом материале. В кремнии для электронов E_кр=7,5·10⁴ В/м, а для дырок E_кр=2·10⁵ В/м при Т=300 К. Следовательно, в кремнии
величина критического поля для дырок примерно в 2,5 раза выше, чем для
электронов, характеризующихся более высокой подвижностью.}

Величина подвижности носителей заряда, в свою очередь, зависит от напряженности электрического поля. При E>>v_фон/m₀ подвижность уменьшается с ростом напряженности поля Е по закону m~1/, а дрейфовая скорость увеличивается: v_др~.

В сильных электрических полях (Е=10⁶…10⁷ В/м), когда скорость дрейфа приближается к средней тепловой скорости, средняя энергия электронов становится достаточной для возбуждения оптических фононов. В отличие от акустических оптические фононы при сравнительно небольших импульсах того же порядка что и у электрона, обладают большими энергиями (2…3)kТ при Т=300 K. В процессе рассеяния электроны отдают почти всю свою кинетическую энергию на образование фононов, поскольку как только она достигает величины

W_{фон. опт}, возбуждается фонон и энергия электрона снижается. В этих условиях время свободного пробега t_п и подвижность обратно пропорциональны напряженности электрического поля: m~1/Е, а дрейфовая скорость перестает зависеть от Е и достигает предельного значения — скорости насыщения v_нас.

В кремнии при Т=300 К для электронов v_нас=10⁵ м/c, а для дырок v_нас=8×10⁴ м/c.

Скорость насыщения v_нас является важнейшим электрофизическим параметром полупроводника. При Т=300 К она имеет значение близкое к тепловой скорости, однако в отличие от последней v_нас может уменьшаться с ростом температуры. Например, в кремнии

n-типа в диапазоне температур от минус 50 до +120 ^оС скорость насыщения v_нас уменьшается в диапазоне (1,1…0,8)×10⁵, а тепловая скорость v_т_{– возрастает в диапазоне (1,7…2)×10⁵
м/с.
Для кремния и германия зависимость дрейфовой скорости от напряженности
электрического поля может быть аппроксимирована формулой
,
                     (3.4)
где m₀ -
значение подвижности в слабом электрическом поле.
Таким образом, дрейфовая скорость в
полупроводниках возрастает с ростом напряженности электрического поля, достигая
своего максимального значения – скорости насыщения, близкого к тепловой
скорости.
Зависимость подвижности носителей заряда
(электронов или дырок) от напряженности электрического поля в кремнии аппроксимируется выражением
.                                        (3.5)
Подвижность носителей заряда в средних и
сильных электрических полях уменьшается с ростом напряженности электрического
поля.
Дрейфовый ток
Создание в однородном полупроводнике электрического поля с
напряженностью E, в результате
подключения внешнего источника ЭДС или тока, приводит к появлению дрейфа
носителей тока (электронов и дырок).
Поскольку знаки зарядов электронов и дырок противоположны, то носители
дрейфуют со скоростью v_др_{в
противоположных направлениях в соответствии с силами, действующими со стороны электрического
поля. Поэтому соответствующие дрейфовые токи складываются, как показано на рис.
3.3.}
Плотность дрейфового тока j_др в собственном полупроводнике
складывается из плотностей токов электронов j_n_др
и дырок j_p_др и определяется из выражения
j_др= j_n_др+ j_p_др=(qn_iv_n_др+qp_iv_p_др)= qn_i(m_n+m_p)E, А/м²,
(3.6)
где q — заряды; n_i=p_i— концентрации; v_n_др_{и v_p_др_{—
скорости дрейфа; m_n и m_p_{— подвижности электронов и дырок.}}}
В примесных полупроводниках общая
плотность дрейфового тока электронов и дырок
j_др= j_n_др+ j_p_др=q(nm_n+pm_p)E, А/м²,                              (3.7)
В рабочей области температур плотность дрейфового тока определяется,
преимущественно, основными носителями тока и рассчитывается по формулам j_n_др=qnnmnE
и j_p_др=qppmpE, где n_n и p_p -
концентрации основных носителей тока в электронном и дырочном полупроводниках.

Подвижность. Что такое «Подвижность»? Понятие и определение термина «Подвижность» – Глоссарий
Глоссарий. Психологический словарь.
А
Б
В
Г
Д
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Э
Я
Подвижность – термин, который употребляется в физике, химии, социологии, биологии и многих других сферах для определения возможности соответствовать категории движения. Под категорией движения понимается способность перемещаться (например, в химии – подвижность радикала) или способность двигаться (например, подвижность суставов). В психологии термин «подвижность» соответствует переносному значению (значение изменчивости) и обозначает одно из первичных свойств нервной системы, позволяющей оперативно реагировать на изменения во внешней среде. Подвижность нервной системы характеризуется координацией процессов возбуждения и торможения – они могут уравновешиваться или один из них будет преобладать, могут переходить из одного центра в другой, сменять друг друга.
Люди с более подвижной нервной системой обладают возможностью быстро приспосабливаться к новым условиям, их поведение в целом отличается гибкостью. В качестве противоположности подвижности выступает инертность. Для людей с ярко выраженными инертными процессами характерна медлительность, неторопливость, они тщательно обдумывают каждое слово и действие. Вместе с такими важными свойствами нервной системы, как сила и уравновешенность, подвижность определяет тип высшей нервной деятельности, который проявляется через темперамент конкретного субъекта.
Есть несколько типов высшей нервной системы, основанных на способности к подвижности.
Слабый тип. Личность слабого типа демонстрирует слабые проявления процессов торможения и возбуждения.
Сильный уравновешенный тип. Такой тип предполагает преобладание процессов возбуждения над торможением
Сильный уравновешенный подвижный тип: определяется высокий уровень подвижности.
Сильный уравновешенный инертный тип: характеризуется тем, что уровень подвижности невысок.
< Подавление
Подражание >
Популярные термины
Подвижность
Движение: новая медицина
Легкое тело и подвижный ум, защита от депрессии, продление молодости и улучшение качества жизни – это отнюдь не все бонусы, которые приносит нам двигательная активность. Медицинские факты и аргументы ученых.
Новости СМИ2
новое на сайте
Романтическая, страховочная, протестная: 6 видов измен — психологическая типология
Насколько вы созависимый? Чек-лист от нейропсихолога
Как соцстети помогают людям с аутизмом общаться
«Часами не могу заснуть из-за чувства, что на меня кто-то смотрит»
От крепкой платонической до мнимого безразличия: что не так с мужской дружбой
Секс за деньги, многомужество и проглатывание крайней плоти: необычные сексуальные традиции разных стран
Спектакль «Чепуха»: как вернуть радость жизни, обращаясь к ресурсам детства
Скрытое пограничное расстройство личности: что это такое — 10 симптомов
Сегодня читают
«Я долго терплю, а потом разрушаю любые отношения. Почему я это делаю?»
«Муж живет рядом с женой, но сам по себе. Надо ли разводиться, если ей 48, а ему 56?»
«Муж выгнал из дома своих мать и сестру. А вдруг он так поступит и со мной?»
Бум на жиротопку в соцсетях: китайское упражнение, которое сделает ваш живот плоским
«Друзья решили пойти к моему бывшему мужу на день рождения. А как же я?»
Psychologies приглашает
Psychologies ВКонтакте
ПОДПИСАТЬСЯ
новый номерВЕСНА 2023 №73
Подробнее
спецпроекты
Что такое мобильность и почему она важна?
Почему так важна мобильность? Вы действительно должны спросить, почему свобода передвижения так важна. Мы часто думаем о фитнесе и физической активности как о мышечной силе, гибкости и выносливости. Тем не менее, мобильность является еще одним компонентом не только поддержания физической формы и достижения высоких результатов в игре, но и общего оптимального состояния здоровья.
Независимо от того, являетесь ли вы спортсменом, любителем выходного дня, только начинаете или хотите оставаться физически активным; Будь вы молоды, в расцвете сил или приближаетесь к пожилому возрасту, мышцы, сила, выносливость и движение — это, вероятно, то, о чем вы думаете больше всего. Если вы молодой спортсмен, вашим приоритетом является создание или поддержание уровня физической подготовки для достижения высоких результатов. Если вы находитесь в сумерках, возможно, вы хотите просто оставаться независимым и двигаться свободно, без боли. Независимо от того, на каком этапе жизни вы находитесь, физическая активность и фитнес сводятся к одному важному компоненту — мобильности.
Возможно, вы уже слышали этот термин в тренажерном зале, от тренера или личного тренера или мимоходом. Вы можете даже подумать, что это просто новое увлечение фитнесом. Тем не менее, подвижность является одним из наиболее важных аспектов фитнеса и физической активности. Даже если вы не собираетесь бежать марафон, а хотите только дойти до конца подъездной дорожки, мобильность — это то, о чем вы должны беспокоиться, чтобы сосредоточиться на своем общем здоровье. Если вы хотите двигаться лучше, свободно и эффективно, защищая себя от травм, то мобильность должна быть частью вашей физической подготовки, независимо от уровня подготовки и целей.
Что такое мобильность? Это может быть новое модное слово во многих кругах фитнеса, но мобильность далеко не причуда. Фактически, физиотерапевты стояли за всем движением (каламбур), чтобы сосредоточиться на мобильности как части реабилитации и предотвращения травм, а также на повышении качества жизни многих пациентов.
По сути, мобильность означает, насколько хорошо вы можете двигаться, насколько свободно и эффективно.
ПРОСТО ЭТО: МОБИЛЬНОСТЬ — ЭТО ВОЗМОЖНОСТЬ СВОБОДНО И НОРМАЛЬНО ДВИЖАТЬСЯ ВСЕМ ТЕЛОМ.
Охватывает мышечную силу, диапазон движений и выносливость. Если у вас хорошая мобильность, вы можете передвигаться функционально и эффективно практически без ограничений или трудностей. Это означает наличие оптимального диапазона движения. Однако это не означает большей гибкости, хотя гибкость, безусловно, является аспектом эффективной мобильности.
Американский совет по физическим упражнениям (ACE) называет мобильность краеугольным камнем фитнеса, который позволяет телу двигаться правильно. Без подвижности нарушается постуральная стабильность, поэтому ваше тело начинает двигаться неправильно, что увеличивает риск боли и травм.
ACE разделяет подвижность на два определения: подвижность суставов и стабильность суставов, оба из которых необходимы для правильного движения. Согласно ACE:
Подвижность суставов — это диапазон беспрепятственного движения вокруг сустава.
Стабильность суставов — это способность поддерживать или контролировать движение или положение сустава.
Что вызывает плохую подвижность? Если вы не можете эффективно двигаться или использовать все функциональные возможности мышц и суставов, значит, у вас плохая подвижность. Плохая подвижность означает не только более высокий риск травм, но также означает более низкие и неэффективные уровни производительности во время физической активности. Это влияет на такие легкие действия, как поход к почтовому ящику, и на такие интенсивные, как соревнования Ironman. Плохая подвижность может даже повлиять на повседневную деятельность, такую как уборка, вождение автомобиля и даже душ, если это достаточно серьезно.
Существует множество причин плохой подвижности и невозможности двигаться свободно и без боли.
Мышечный дисбаланс;
Мышечная слабость;
Герметичность;
Неправильное выравнивание и осанка;
Травма, которая в настоящее время находится на реабилитации или не была полностью или должным образом реабилитирована.
Повышение мобильности Чтобы повысить и/или улучшить свою мобильность, сначала необходимо выяснить, что является причиной вашей неподвижности и на что она влияет. Поскольку снижение подвижности вызвано многими факторами, его должен диагностировать и наблюдать квалифицированный специалист, например, физиотерапевт.
Физиотерапевты имеют необходимую подготовку и образование, чтобы найти основную причину вашей ограниченной подвижности. Затем они приведут в действие план, который поможет вам улучшить ваши движения. В зависимости от того, где вы испытываете проблему — будь то боль и воспаление или невозможность двигаться в определенной области — они осмотрят проблемную область и обсудят возможные результаты и цели.
Спортивные тренеры и некоторые сертифицированные персональные тренеры и тренеры также осведомлены о мобильности и могут порекомендовать упражнения, которые помогут увеличить диапазон движений.
Мы часто думаем о фитнесе и физической активности как об укреплении мышц, гибкости и выносливости. Тем не менее, мобильность является еще одним компонентом не только для того, чтобы оставаться в хорошей физической форме и на вершине своей игры, но и для решения многих проблем, связанных с возрастом. Исследования показывают, что физические упражнения улучшают подвижность, что помогает пожилым людям сохранять независимость и снижать инвалидность.
Почему так важна мобильность? Действительно вопрос должен быть:
Почему так важно свободно передвигаться?
Ответ кажется очевидным, когда задают этот вопрос. Быть более мобильным означает двигаться более свободно. Это значит быть стабильнее и сильнее. Это означает снижение риска получения травмы и повышение способности двигаться с меньшими усилиями.
Работа на подвижность и физические упражнения должны быть включены в вашу общую программу обучения. Это означает выбор упражнений, направленных на увеличение диапазона движений, стабилизации и мышечного контроля. Это также означает устранение слабых мест и мышечного дисбаланса, что поможет защитить вас от травм. В конечном счете, цель мобильности — помочь вам двигаться лучше и более контролируемо без компромиссов и ограничений.

Определение и значение мобильности — Merriam-Webster
подвижность
mō-ˈbi-lə-tē
1
: качество или состояние подвижности или подвижности
… его усилия были поддержаны кавалерией, которая… компенсировала недостаток мобильности пехоты. —Р. M. Ogorkiewicz
… обеспечение городской мобильности с помощью метро становится рентабельным и социально выгодным: городские железнодорожные системы общественного транспорта с исключительным правом проезда.—Michael A Niedzielski et al.
: способность или способность двигаться
… физические проблемы потери зрения, слуха и ограниченной подвижности.— Вики Блум и Бенджамин Б. Грин-Филд
Когда большие дозы стероидов восстанавливали подвижность, они также вызывали раздражительность, ненасытный аппетит и растительность на лице… — Уитни Скотт
2
: способность изменить свое социальное или социально-экономическое положение в сообществе и особенно улучшить его
Большое количество академических исследований показывает, что неравенство и отсутствие социальной мобильности вредят не только тем, кто находится на дне; они причиняют боль всем» (Рана Форухар, 9). 0003
Мифология американской мечты затрудняет начало серьезного разговора о том, как создать больше возможностей в нашем обществе, поскольку многие из нас до сих пор верят, что наша мобильность является результатом нашего упорства и ничего более. — Рана Форухар
см. также продвижение по службе
Примеры предложений
Недавние примеры в Интернете
Привлекательность Crotale заключалась в его способности поражать сверхзвуковые боевые самолеты.0123, мобильность (батарея может быть готова к стрельбе за пять минут), и его вращающаяся пусковая установка, аккуратно сочетающая в себе радар и четыре, шесть или восемь ракет.
— Себастьен Роблин, Popular Mechanics , 22 марта 2023 г. Его рукоятки предназначены для того, чтобы вы могли совершать движения в полном диапазоне — так же, как тянуть весло, — что отлично подходит для подвижности плеч и мышечной выносливости.
— Эмили Шиффер, 9 лет.0123 Женское здоровье , 20 марта 2023 г.
Одна из таких компаний, NaviHealth, использует технологию nH Predict для создания алгоритмических отчетов, которые оценивают подвижность и когнитивные способности пациента, а также прогнозируют потребность в уходе, продолжительность пребывания в больнице и дату выписки.
— Чери Лукас Роулендс, Longreads , 15 марта 2023 г.
Некоторые люди предпочитают мобильность и свободу трусов или даже бандажа, но другие предпочитают охват и поддержку более длинных трусов-боксеров.
— Тодд Пламмер, Отчет Робба , 14 марта 2023 г. Однако за последние несколько десятилетий более современные джаму гендонги, такие как Мулатси, перешли на мотороллеры, чтобы максимизировать мобильность и диапазон расстояний.
— Лорен Валенти, Vogue , 8 марта 2023 г.
Такие траты можно считать хуже, чем ничего не тратить, потому что нет измеримой рентабельности инвестиций в удержание, внутренняя мобильность и развитие рабочей силы, связанное со стратегическими целями.
— Апратим Пуракаястха, Кварц , 6 марта 2023 г.
У победителя Heisman Trophy 2021 года из Алабамы есть все другие прототипы инструментов, которые ищут франшизы, — сильная рука, быстрый выпуск, хорошая точность, мобильность и умение делать большие игры даже в движении.
— Майкл Маро, ajc , 5 марта 2023 г.
Проект предназначен для управления заторами и улучшения восток-запад мобильность и безопасность, согласно TxDOT. — Dallas News , 3 марта 2023 г.
Узнать больше
Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «мобильность». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.
История слов
Первое известное использование
15 век, в значении, определенном в смысле 1
Путешественник во времени
Первое известное использование мобильности было
в 15 веке
Посмотреть другие слова того же века
Словарные статьи Рядом с
мобильность мобилизовать
мобильность
самокат
Посмотреть другие записи поблизости
Процитировать эту запись
«Мобильность».
Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/mobility. По состоянию на 3 апреля 2023 г.
Copy Citation
More from Merriam-Webster on
mobility Thesaurus: All synonyms and antonyms for mobility
Nglish: Translation of mobility for Spanish Speakers
Britannica English: Translation of mobility for Говорящие на арабском языке
Последнее обновление: 26 мар 2023 — Обновлены примеры предложений
Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!
Merriam-Webster без сокращений
инфантилизировать
См.}