10.5
Der Ladungsträgertransport in Halbleitern erzeugt Strom durch Drift- und Diffusionsmechanismen.
Driftstrom entsteht, wenn ein externes elektrisches Feld geladene Teilchen zwischen Kollisionen beschleunigt.
Unter Berücksichtigung der Elektronen wird die zusätzliche Geschwindigkeit, die der thermischen Bewegung der Elektronen hinzugefügt wird, als Driftgeschwindigkeit bezeichnet. Sie kann erhalten werden, indem der bei Kollisionen verlorene Impuls mit dem aus dem angelegten Feld gewonnenen Impuls gleichgesetzt wird.
Der Proportionalitätsfaktor - Mobilität- charakterisiert den Elektronen- und Lochtransport aufgrund von Drift.
Die Driftstromdichten für beide Träger können als Produkt aus Ladungsdichte, Mobilität und elektrischer Feldstärke ausgedrückt werden. Die Summe dieser beiden ergibt die Gesamtdriftstromdichte. Hier gibt der Begriff in Klammern die Leitfähigkeit an.
Der Diffusionsstrom resultiert aus der zufälligen thermischen Bewegung von Ladungsträgern aus Bereichen mit hoher zu niedriger Ladungsträgerdichte.
Die Diffusionsstromdichte entspricht dem Produkt aus Ladungsträgerfluss und Proportionalitätskonstante, die Elementarladung und Diffusionskoeffizient umfasst. Sein Verhältnis zur Beweglichkeit ergibt die Einstein-Beziehung.
Liegen sowohl ein elektrisches Feld als auch ein Konzentrationsgradient vor, tragen sowohl der Drift- als auch der Diffusionsstrom zum Gesamtstrom bei.
Die Erzeugung von elektrischem Strom in Halbleitern wird grundsätzlich durch zwei Mechanismen angetrieben: Drift und Diffusion. Diese Prozesse sind fü…
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