Якщо до напівпровідника не прикладена електрична напруга, то електрони та дірки здійснюють хаотичний тепловий рух і ніякого струму немає. Під дією різниці потенціалів у напівпровіднику виникає електричне поле, яке прискорює рух електронів та дірок і надає їм впорядкованого руху (рис.4). Це і є струмом провідності. Така електронно-діркова провідність називається власною провідністю напівпровідника.
Рух носіїв під дією електричного поля називається дрейфом, а струм провідності – струмом дрейфуIдр. Повний струм провідності складається з електричного Iдр.n та діркового струмів провідності Iдр.p які можна виразити через густину струму:
Iдр = Iдр.n + Iдр.p = др.n · S + др.p · S = S ( др.n + др.p), (5)
де S – площа перерізу зразка (кристалу).
Рис.4 Поперечний переріз кристалу напівпровідника
Густина дрейфового струму Iдр дорівнює сумі густин дрейфових електронного Iдр.n і діркового Iдр.p струмів:
Iдр = S · др. = S ( др.n + др.p), тоді
др. = др.n + др.p (6)
Розглянемо взірець власного напівпровідника із площею поперечного перерізу S. Позначимо опір взірця через R, а різницю потенціалів, прикладену до взірця через U. Тоді запишемо наступні співвідношення:
,
, (7)
де – питомий опір напівпровідника ;
– питома провідність напівпровідника.
Із (7) отримуємо закон Ома:
(8)
Густина електронного струму.
Якщо швидкість дрейфу електрона , то за час t електрон пройде відстань - . Еоді в об’ємі міститься електронів. Значить через цей елемент об’єму протікає електронний струм .
Таким чином,
(9)
Електрони напівпровідника рухаються через кристал з швидкістю дрейфу , яка пропорційна напруженості електричного поля E , тобто
, (10)
де - коефіцієнт пропорційності, який називають рухливістю електронів
Тоді густина електронного струму рівна
(11)
Густина діркового струму.
Аналогічно можна показати, що густина діркового струму дорівнює
(12)
де - швидкість дрейфу дірок;
- рухливість дірок
Загальна густина струму запишеться у виді
(13)
За законом Ома (8) густина струму дорівнює
Порівнюючи (8) і (13) можна записати
(14)
В результаті можна зробити висновок: питома провідність напівпровідника залежить від концентрації електронів і дірок, і також від їх рухливості.