Mobilità (elettronica)
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La mobilità di un portatore di carica è la costante di proporzionalità tra la velocità media del portatore ed il campo elettrico ad esso applicato.
Il simbolo comunemente utilizzato per indicare la mobilità è: μ . Alla lettera greca si associa un pedice che specifica di quale tipo di mobilità si sta parlando (elettrone o lacuna).
In realtà, in un semiconduttore, tale semplice relazione di proporzionalità tra campo elettrico e velocità è una semplificazione di una serie di fenomeni molto complessi, ma la sua introduzione risulta molto comoda all'interno di un modello classico di dinamica elettronica noto come modello di Drude. Infatti, un determinato campo elettrico è all'origine di una forza costante sugli elettroni (o sulle lacune). Dalle ben note leggi della dinamica ciò che dovrebbe essere constante non è la velocità, ma l'accelerazione. La spiegazione di tale bizzarro comportamento deriva dal fatto che nel semiconduttore l'elettrone trova numerosi ostacoli al suo passaggio. Il campo elettrico lo spinge in una determinata direzione, ma il suo movimento è continuamente ostacolato dagli atomi del semiconduttore. Il movimento finale è simile a quello di una pallina in un flipper che, pur muovendosi preferenzialmente in una determinata direzione, rimbalza casualmente tra gli ostacoli. L'elettrone ha quindi una velocità media costante nella direzione opposta al campo elettrico, da cui deriva la definizione di mobilità, alla quale si sovrappone un disordinato movimento in ogni direzione. Dal punto di vista macroscopico possiamo trascurare il movimento disordinato e valutare solo la velocità media.
Vale la pena ricordare che anche la suddetta spiegazione, in cui l'elettrone rimbalza tra gli atomi del semiconduttore, è un'approssimazione del reale comportamento. Un'accurata descrizione dell'elettrodinamica, infatti, può essere fornita solo tramite una spiegazione quantistica.
La mobilità non è una costante fisica. Essa dipende dal tipo di semiconduttore, dal tipo di portatore di carica, dal drogaggio, dalla temperatura e dallo stesso campo elettrico.
Intensi studi sono stati condotti al fine di ottenere adeguati modelli di mobilità e dispositivi con mobilità dei portatori elevata. Si noti infatti che un dispositivo con elevata mobilità dei portatori conduce correnti maggiori.
