漂移电流

在凝聚态物理学和电化学中，漂移电流是电流或电荷载流子的移动，这是由于施加的电场引起的，通常表示为给定距离内的电动势。 当在半导体材料上施加电场时，由于电荷载流子的流动而产生电流。

漂移速度是漂移电流中载流子的平均速度。 漂移速度和产生的电流以迁移率为特征； 有关详细信息，请参阅电子迁移率（对于固体）或电迁移率（对于更一般的讨论）。

有关将漂移电流、扩散电流以及载流子生成和复合合并为一个方程的方式，请参见漂移扩散方程。

漂移电流是由电场牵引的粒子引起的电流。 该术语最常用于半导体中的电子和空穴，尽管相同的概念也适用于金属、电解质等。

漂移电流是由电力引起的：带电粒子被电场推动。 带负电的电子被推向与电场相反的方向，而空穴被推向与电场相同的方向，但在这两种情况下，产生的常规电流都指向与电场相同的方向。

如果在真空中对电子施加电场，电子将加速得越来越快，几乎呈直线。 漂移电流看起来与近距离观察非常不同。 通常，电子在所有方向上随机移动（布朗运动），当它们与晶界或其他干扰碰撞时经常改变方向。 在碰撞之间，电场会在一个方向上巧妙地加速它们。 因此，随着时间的推移，它们平均以漂移速度移动，但在任何时刻，电子都以（通常快得多的）热速度移动。

漂移电流的大小取决于载流子的浓度及其在材料或介质中的迁移率。

漂移电流经常与扩散电流同时出现； 下表比较了两种形式的电流：

在 p-n 结二极管中，电子和空穴分别是 p 区和 n 区中的少数载流子。 在无偏置结中，由于电荷载流子的扩散，从 p 区流向 n 区的扩散电流与相等且相反的漂移电流完全平衡。 在偏置 p-n 结中，漂移电流与偏置无关，因为少数载流子的数量与偏置电压无关。 但由于可以热生成少数载流子，因此漂移电流取决于温度。

当在半导体材料上施加电场时，电荷载流子达到一定的漂移速度。 这种电荷载流子运动的组合效应构成了称为漂移电流的电流。 由于自由电子和空穴等电荷载流子引起的漂移电流密度是通过垂直于流动方向的平方厘米区域的电流。

(i) 由于自由电子，漂移电流密度 Jn 由下式给出：

J n = q n μ n E ( A / c m 2 ) {\displaystyle J_{n}=qn\mu _{n}E\quad (A/cm{2})}

(ii) 漂移电流密度 Jp，由于孔由下式给出：

J p = q p μ p E ( A / c m 2 ) {\displaystyle J_{p}=qp\mu _{p}E\quad (A/cm{2})}

其中：n——每立方厘米的自由电子数。

p - 每立方厘米的孔数

μ n {\displaystyle \mu _{n}} – c m 2 / V s {\displaystyle cm{2}/Vs} 中的电子迁移率

μ p {\displaystyle \mu _{p}} – c m 2 / V s {\displaystyle cm{2}/Vs} 中空穴的迁移率

E – 外加电场强度 V /cm

q – 电子电荷 = 1.6 × 10−19 库仑。[1]