Driftstrøm

Driftstrøm er den delen av elektrisk strøm som oppstår når ladningsbærere beveger seg under påvirkning av et elektrisk felt. Den står i kontrast til diffusionsstrøm, som oppstår på grunn av konsentrasjonsgradienter mellom områder med ulik ladningstetthet. I solide ledere og halvledere er driftstrøm vanligvis den dominerende komponenten når et eksternt felt påsettes.

I en enkel modell er driftstrømmen knyttet til ladningsbærernes mobilitet. For elektroner med ladning -q og mobilitet μ_n gir driftstrømens tetthet J_d = q n μ_n E. For hull bidrar J_d = q p μ_p E, og total driftstrøm er J_d = q(n μ_n + p μ_p) E. Driveren til strømmen er elektrisk felt, og strømmen er proporsjonal med feltet (Ohmsk adferd) med konduktivitet σ = q(n μ_n + p μ_p). Driftshastigheten v_d = μ E.

Diffusionsstrøm opptrer samtidig når det finnes konsentrasjonshull, og kan beskrives av Ficks lov: J_diff = -D_n ∇n - D_p ∇p. Den totale strømmen er J = J_d + J_diff. I likevekt uten pålagt felt blir nettostrømmen null, mens drift og diffusionskomponentene balanserer hverandre i pn-junctioner og i materialer med innebygd felt.

Anvendelser: Driftstrøm er sentral i halvlederteknikk, for eksempel i dioder og transistorer, hvor elektriske felt kontrollerer strømmen. I elektrokjemi og elektrolytter bidrar drift til bevegelse av ioner mot elektroder. Temperatur og materialegenskaper påvirker mobiliteten og dermed driftstrømmen.