Eine positive Raumladungsdichte ist nach der dritten Maxwellgleichung die Quelle einer elektrischen Verschiebung. Setzt man Gleichung (3.5) in (3.3) ein, erhält man:
Wenn die charakteristischen Abmessungen des Bauelements sehr klein
gegenüber der Wellenlänge sind, herrschen quasistationäre
Bedingungen.
Die Wirkung von Strom- und Raumladungsdichten kann dann als instantan
angenommen werden.
(Nimmt man als charakteristische Länge, ist
diese Annahme bis
gerechtfertigt [18]).
Unter quasistationären Bedingungen kann
die Zeitableitung in (3.8) vernachlässigt
werden, sodaß das elektrische und magnetische Feld
entkoppelt sind.
Die elektrische Feldstärke ist als Gradient ausschließlich des
skalaren elektrostatischen Potentials
darstellbar:
Setzt man Gl. (3.12) in Gl. (3.11) ein, ergibt sich unmittelbar die Poissongleichung:
Im Halbleiter kann die gesamte Raumladung in Beiträge fester und beweglicher Ladungen aufgeteilt werden [18], [168]:
,
sind die Elektronen- bzw. Löcherkonzentrationen,
,
bezeichnen die Konzentrationen ionisierter Dopanden,
der Donatoren und der Akzeptoren.
ist die Nettokonzentration der
ionisierten Dopanden:
Die Poissongleichung verknüpft das elektrostatische Potential mit den festen Ladungen der ionisierten Dopanden und den beweglichen Ladungen der Elektronen und Löcher. Die elektrische Feldstärke ist 'per definitionem' vom höheren zum niederen Potential gerichtet. Eine positive Ladung ist eine elektrische Feldquelle, eine negative Ladung eine Feldsenke.