漂移電流

在凝聚體物理學和電化學中，漂移電流是在施加電場下載流子定向運動產生的電流。當電場加在半導體材料上時，載流子流動產生電流。

漂移速度是指漂移電流中載流子運動的平均速度。漂移速度以及產生的電流，是通過遷移率(mobility)來表述的。更詳細的內容，請參見電子遷移率(對於固體)和電遷移率(更一般的討論)。

概述

在電流中，叫做電洞的帶正電粒子順電場方向移動，而帶負電的電子逆電場方向移動。它和擴散電流不同 如果將一個電場加在自由空間的一個電子上，它會從外加電壓的負端到正端沿一條直線加速加速這個電子。但相同的事情不會發生在良導體內部的電子上。良導體內有大量自由電子在固定的正離子核之間無規則運動。電子在一條直線(宏觀上)上的無規則運動叫做飄移運動。飄移運動也跟載流子在導電介質中的遷移率有關。

PN結二極體中的漂移電流

在一個PN結二極體中，電子和電洞分別是P區和N區的少數載流子。由於載流子的擴散形成的從P到N區的擴散電流，恰好能與等量相反的漂移電流平衡。 在一個偏置的PN結中，漂移電流與偏置無關，這是因為少數載流子的數量與偏置電壓無關。但由於少數載流子可以通過升溫產生，漂移電流是和溫度有關的。

當一個電場加在半導體材料上時，載流子獲得一個確定的漂移速度。對載流子運動的綜合影響構成了「漂移電流」。由載流子(如電洞和自由電子)產生的漂移電流密度是通過單位截面積的電流。

(i) 自由電子的漂移電流密度J_n是:

$J_{n}=qn\mu _{n}E\quad (A/cm^{2})$

(ii) 電洞的漂移電流密度J_p是:

$J_{p}=qp\mu _{p}E\quad (A/cm^{2})$

其中: n - 每立方厘米的自由電子數

p - 每立方厘米的的電洞數

$\mu _{n}$ – 自由電子的遷移率，單位為$cm^{2}/Vs$

$\mu _{p}$ – 電洞的遷移率，單位為$cm^{2}/Vs$

E – 外加電場強度，單位為 V /cm

q – 一個電子的電荷量 = 1.6 × 10⁻¹⁹ 庫侖。[1]