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两个简单的方法,让你了解电子的漂移速度

2019-01-25 John Dunn 阅读:
两个简单的方法,让你了解电子的漂移速度
透过机械模拟法,有助于让我们了解讯号传播速度与带电粒子漂移速度之间的概念差异…

电子讯号通常以极快的速度从A点传播到B点。例如,电子讯号经由同轴电缆从来源传送到负载的移动速度大约是光速的三分之二。然而,电荷粒子通过电导体的移动速度实际上却达不到那么快。U7Kednc

这正是所谓的「漂移速度」(drift velocity),它是指一个电子将以每秒23微米(µm)的速度游移。U7Kednc

例如,以每小时51.75微英哩的速度通过大约2mm直径的铜线。请参考「维基百科:漂移速度」(Wikipedia: Drift Velocity),其中对此作了很好的诠释。U7Kednc

此外,我们还可以参考一种机械模拟法,即以手指指尖轻推标尺的一端,导致另一端的块体(mass)发生移动。U7Kednc

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标尺模拟法U7Kednc

为了让块体移动至一定的距离,无论需要多少能量都由指尖所提供。指尖轻推一下木质颗粒,带动其轻推下一个木质颗粒,它再推动其后的木质颗粒......直到最后的颗粒轻推块体。能量从指尖传送到块体的过程发生地如此之快,以至于无法真正看到其间的变化。该能量极速地走完3英呎长的标尺,但该标尺本身仅以漂移速度移动。U7Kednc

现在我们以铜线来看,电激励(electrical excitation)轻推第一个电子,带动该电子推动下一个电子,它再轻推下一个电子......直到最后的电子激发负载。尽管这种模拟方法并非尽善尽美,但它确实有助于我们了解讯号传播速度与带电粒子漂移速度之间的概念差异。U7Kednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:Drift Velocity ,by John Dunn;编译:Susan Hong,EETTaiwan)U7Kednc

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John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
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