Da der Transportparameter des erweiterten Drift-Diffusionsmodells, die
Beweglichkeit , nur durch die lokalen Werte des elektrischen Feldes und der
mittleren Ladungsträgerenergie bestimmt werden, ist es nicht möglich,
nichtlokale physikalische Effekte wie den `velocity overshoot' mit diesem
Modell zu beschreiben: Betrachtet man ein Elektronenkollektiv im Bereich einer
starken Änderung des elektrischen Feldes über eine kurze Distanz, so
benötigen die Elektronen eine gewisse Länge in der Größenordnung von
, um sich an das neue Feld anzupassen. Dabei können die
Elektronen eine Geschwindigkeit größer als
erreichen, ein Effekt,
der als `velocity overshoot' bezeichnet wird.
Dieser Effekt läßt sich nun in das erweiterte Drift-Diffusionsmodell miteinbeziehen, wenn man die örtliche Abhängigkeit der Temperaturspannung in (3.28) und (3.29) nicht vernachlässigt. Gleichung (3.29) läßt sich dann folgendermaßen anschreiben:
Mit (3.28) und (3.33) erhält man Ausdrücke für die Beweglichkeit und die Temperaturspannung.
Der Faktor
läßt sich als Verhältnis zwischen den Diffusionskoeffizienten für schwaches
und starkes Feld interpretieren. Betrachtet man die Driftgeschwindigkeit
für
so erkennt man, daß hier eine Geschwindigkeit auftreten kann,
falls
gilt. Um daraus eine für die numerische Simulation passende Formulierung zu
finden, entwickelt man nun (3.37) und (3.38) nach .
Daraus erhält man folgende erweiterte Ausdrücke für die Beweglichkeit und die
Temperaturspannung:
Simulationen von sehr kleinen Silizium MOSFETs (Gatelänge )
mit Berücksichtigung des ``velocity overshoot'' haben allerdings gezeigt, daß
der Einfluß dieses Effekts auf integrale makroskopische Größen wie den
Drainstrom vernachlässigbar ist [27]. Allerdings ist aufgrund des
größeren Wertes für
in Galliumarsenid zu erwarten,
daß nichtlokale Effekte entscheidenden Einfluß auf das Verhalten von
Bauelementen dieser Größenordnung haben.