Arus listrik terbatas muatan ruang

Muatan ruang (space charge) adalah suatu konsep dimana muatan elektrik dianggap sebagai muatan kontinyu yang terdistribusi di dalam ruang tertentu. Dengan kata lain muatan tidak dianggap lagi sebagai muatan titik.

Muatan ruang terjadi saat medan elektrik tinggi dikenakan pada elekroda (sekitar 10000 V/cm) sehingga muatan diinjeksikan dari elektoda dan muatan ruang terbentuk pada insulator atau semikonduktor yang mempunyai konsentrasi pembawa muatan termal rendah. Konsentrasi awan muatan ruang secara cepat menurun dengan meningkatnya jarak terhadap elektroda.


Pada potensial rendah, densitas arus yang mengalir memenuhi hukum Ohm:


Ketika potensial ditingkatkan, muatan cenderung terakumulasi pada daerah di antara elektroda dan medan listrik yang diakibatkan oleh akumulasi muatan ini selanjutnya akan mempengaruhi arus listrik yang mengalir. 

Mekanisme ini dinamakan Space Charge Limited Current (SCLC):


Pada SCLC ini hubungan arus dan potensial menjadi kuadratik. Arus hanya tergantung pada mobilitas pembawa muatan dan tidak tergantung pada densitas pembawa muatannya. Hal ini berbeda dengan hantaran ohmik dimana arus tergantung pada densitas dan mobilitas pembawa muatan.




0 komentar:

Poskan Komentar