W półprzewodnikach (w przeciwieństwie do typowego opisu przewodzenia w metalach) w przewodzeniu mogą brać udział dwa rodzaje nośników ładunku: elektrony oraz tzw. dziury. Dziura jest modelem "braku elektronu" w paśmie walencyjnym, ale zachowuje się jak nośnik dodatni.
Kluczowe jest rozróżnienie:
- kierunku ruchu elektronów (ładunek ujemny),
- kierunku ruchu dziur (ładunek dodatni),
- umownego kierunku prądu (historycznie przyjęty jako kierunek ruchu ładunków dodatnich).
Jeśli przyłożymy pole elektryczne, elektrony będą dryfować w stronę wyższego potencjału, czyli przeciwnie do umownego kierunku prądu. Dziury natomiast "przemieszczają się" w stronę niższego potencjału, czyli zgodnie z umownym kierunkiem prądu. W efekcie, gdy w półprzewodniku jednocześnie uczestniczą elektrony i dziury, opisuje się to jako ruch nośników w przeciwnych kierunkach, a oba wkłady składają się na ten sam makroskopowy przepływ prądu.
Dlaczego pozostałe stwierdzenia są błędne?
- "…w tym samym kierunku" – miesza kierunki ruchu różnych nośników; w typowym opisie dryfu w polu elektrycznym elektrony i dziury poruszają się przeciwnie.
- "…tylko dziur" – bywa prawdziwe jedynie w szczególnych warunkach (np. przewodnictwo zdominowane przez dziury), ale nie opisuje ogólnej zasady prądu w półprzewodnikach.
- "…tylko elektronów" – analogicznie może dotyczyć sytuacji zdominowanej przez elektrony, lecz nie jest ogólną prawdą o półprzewodnikach.
W praktyce samochodowej ta wiedza jest fundamentem rozumienia pracy diod, tranzystorów i układów w sterownikach oraz w prostownikach alternatora.
