載流子漂移速度

一般，載流子的漂移速度總是小於其熱運動速度，最大也只能接近於熱運動速度（10e7cm/s）。因為在電場E的作用下，動量弛豫時間為τ的載流子的加速度為a = q E / m*，行走距離為S = aτ2 / 2 = q Eτ2 / 2 m*，則平均漂移速度等於vd = S /τ = q Eτ/ 2 m*。

表徵漂移運動的重要參量是遷移率μ，定義為μ= vd / |E| ，從而有μ= qτ/ m* [cm/V-s] 。只有在低電場、歐姆定律成立的情況下，漂移速度正比於電場強度，遷移率才為常數（這時電子在主能谷中漂移）。

實際上，在強電場時，電子將成為具有高能量的熱電子——動能高於平均熱運動能量kT的電子，致使載流子的漂移速度與電場的關係比較複雜。對n型GaAs等雙能谷半導體，熱電子將由有效質量較小的主能谷往有效質量較大的次能谷躍遷，則出現負電阻；在更強電場時，次能谷中高能量熱電子還將與光學波聲子散射而損失能量，致使漂移速度飽和（漂移速度vd 趨於熱運動速度）。對於n-Si，因為導帶不存在雙能谷，所以熱電子僅在主能谷中通過與光學波聲子散射而損失能量，使漂移速度達到飽和（vs），則不出現負電阻。

對各種半導體中的空穴，因為價帶都不存在次能谷，故空穴漂移速度與電場的關係曲線都不會出現負電阻段。

由此可以想見，如果要利用半導體的負電阻來工作的話（例如Gunn二極管），那麼就應該選用n型GaAs等具有雙能谷的半導體材料。