driftstrømens

Driftstrømmen refererer til den delen av elektrisk strøm som skyldes at ladningsbærere beveger seg systematisk under påvirkning av et påført elektrisk felt. Den står i kontrast til diffusjonsstrømmen, som oppstår på grunn av konsentrasjonsgradienter mellom ladningstyper i materialet. I et rent ohmisk materiale følger driftstrømmen Ohms lov og beregnes som J_d = σE, der J_d er driftstrømmen per enhet areal, σ er ledningsevnen og E er det elektriske feltet.

I halvledere består driftstrømmen av bidrag fra begge hovedbærerne: elektroner og hull. Den samlede driftstrømmen er derfor J_d = q(n μ_n + p μ_p) E, hvor q er elementærladningen, n og p er frie elektron- og hullkonsentrasjoner, og μ_n og μ_p er mobilitetene.

Den totale strømmen i materialet er ofte summen av driftstrøm og diffusjonsstrøm: J = J_d + J_diff. Diffusjonsstrømmen for elektroner og hull kan beskrives som J_diff = q(D_n ∇n - D_p ∇p), der D_n og D_p er diffusjonskoeffisientene. Einstein-relasjonen D = μ k_B T / q knytter diffusjon og mobilitet.

Driftstrømmen er sentral i de fleste elektroniske komponenter, som ledere, motstander, dioder og transistorer, samt i elektrolyse og plasmas. Forståelsen av driftstrømmen er grunnleggende i analyse og design av elektriske kretser og semiconductorsystemer, og den gir innsikt i hvordan felt og temperatur påvirker ledningsevnen.