Noções básicas de semicondutores

O transporte de portadores em semicondutores gera corrente, por meio de mecanismos de deriva e difusão.

A corrente de deriva surge quando um campo elétrico externo faz com que partículas carregadas acelerem entre as colisões.

Considerando os elétrons, a velocidade adicional adicionada ao movimento térmico dos elétrons é chamada de velocidade de deriva. Pode ser obtido igualando o momento perdido durante as colisões e o momento ganho com o campo aplicado.

O fator de proporcionalidade - mobilidade - caracteriza o transporte de elétrons e buracos devido à deriva.

As densidades de corrente de deriva para ambas as portadoras podem ser expressas como o produto da densidade de carga, mobilidade e intensidade do campo elétrico. A soma desses dois fornece a densidade total da corrente de deriva. Aqui, o termo entre parênteses fornece condutividade.

A corrente de difusão resulta do movimento térmico aleatório de portadoras de regiões de alta a baixa densidade de portadoras.

A densidade da corrente de difusão é igual ao produto do fluxo portador e da constante de proporcionalidade, que inclui carga elementar e coeficiente de difusão. Sua relação com a mobilidade dá a relação de Einstein.

Se um campo elétrico e um gradiente de concentração estiverem presentes, tanto a corrente de deriva quanto a de difusão contribuem para a corrente total.