因载流子在半导体内分布不均匀而产生的扩散运动，由此形成的电流称为扩散电流。从平均效果看，载流子总是从高浓度区往低浓度区流动，因此叫扩散（diffusion）。

假设空穴浓度p依距离x而变化，存在浓度梯度，由于空穴本身有无规则的热运动，则有许多空穴由浓度较大的地方向浓度较低地方扩散，产生沿x正方向的空穴扩散电流密度为

式中q——电子电荷；

D_p——空穴的扩散系数。

由于产生的空穴电流方向跟浓度梯度方向相反，故上式前加一负号。同样的，可以得到沿x正方向的电子扩散电流密度为

式中 D_n——电子的扩散系数。

由于电子带负电荷，所以公式前面的符号负负得正了。

因为半导体材料中电子和空穴的浓度梯度都存在，则产生的总扩散电流密度为(www.daowen.com)

综合考虑半导体中的漂移和扩散运动，空穴电流密度J_p、电子电流密度J_n和总电流密度分别J_total为

载流子的扩散系数的数值反映了载流子扩散本领的大小，而迁移率反映了半导体中载流子在电场作用下做定向运动的难易程度。漂移和扩散这两种运动，都受到载流子在能带中所经历的碰撞的制约。因此，扩散的难易程度和漂移的难易程度应该有本质上的联系，即扩散系数D和迁移率μ之间存在固定的数学关系，这种关系称为爱因斯坦关系，如下表示

即半导体扩散系数与迁移率之比是跟温度有关的常数，前面的分析中曾用过常温下1kT为0.026eV，则常温下为0.026V。由此可以给出表2-5对应的几种材料的扩散系数，见表2-6。

表2-6 几种不同材料在室温以及低掺杂浓度情况下的电子和空穴的扩散系数