Ein thermoelektrisches Transportmodell für Silizium wird aus Prinzipien der irreversiblen Thermodynamik hergeleitet. Es zeichnet sich durch die selbstkonsistente Berücksichtigung von Hochdotierungseffekten aus und ist sowohl im stationären wie transienten Fall gültig. Vier charakteristische Beiträge zur Wärmegeneration können identifiziert werden: Joulewärme, Rekombinationswärme, Thomsonwärme und Ladungsträgerquellwärme.
Besondere Aufmerksamkeit wird der Entropiebilanzgleichung gewidmet. Deren rechte Seite stellt die lokale Entropieproduktion dar. Sie erlaubt die Herleitung von Stromrelationen, die sich im isothermischen Fall auf das Drift-Diffusionsmodell reduzieren. Diese Methode ist als Alternative zur Herleitung durch eine Momentenentwicklung der Boltzmanngleichung zu sehen.
Es wird gezeigt, daß das thermoelektrische Transportmodell konsistent mit der klassischen Theorie der Thermoelektrizität im metallischen Leiter ist. Eine Theorie der Thermoelektrizität der den Halbleiter konstituierenden Teilsysteme wird dargestellt. Die Formulierung der lokalen Entropieproduktion mit den Mitteln der kinetischen Theorie erlaubt, makroskopische Energien auf mikroskopische Energien im Bändermodell in Beziehung zu setzen. Es wird der Beweis erbracht, daß unter der Voraussetzung der Vernachlässigbarkeit des Beitrags der Driftenergie zur kinetischen Energiedichte aus der hydrodynamischen Gesamtenergiebilanzgleichung (Summe der Bilanzgleichungen der kinetischen und potentiellen Energie) dieselbe Wärmeflußgleichung resultiert, die auch aus Prinzipien der irreversiblen Thermodynamik folgt.
Numerische Verfahren zur Lösung des neuen, thermoelektrischen Transportmodells werden beschrieben. Es wird gezeigt, daß Simulationen auf der Basis herkömmlicher, heuristischer, thermoelektrischer Transportmodelle nicht ausreichen, um kritische Bereiche des Bauelementeverhaltens mit ausreichender Genauigkeit analysieren zu können. Untersuchungen von Latch-Up in einem IGT-Transistor zeigen, daß Simulationen auf der Basis heuristischer Modelle einen zu großen sicheren Einsatzbereich ergeben. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß das Bauelementeverhalten im kritischen Bereich von der lokalen Energiekonversion in einem sehr kleinen, aktiven Gebiet des Bauelements abhängt. Thermische Stabilitätsuntersuchungen an GTO-Thyristoren beim Betrieb in Durchlaßrichtung ergeben kürzere Zeitkonstanten, wenn alle Beiträge zur Wärmegeneration berücksichtigt werden, die sich aus einem rigorosen Ansatz ergeben.