A szükséges információkat - a meghatározása a Fermi szint helyzetét

1.6. Meghatározása a Fermi szint

Az előző vita, azt feltételeztük, hogy a Fermi szint van beállítva. Nézzük, hogyan tudjuk megtalálni a helyzet a Fermi szint.

Az intrinsic félvezető elektroneutralitás egyenlet formájában p - n = 0 vagy p = n. Ha a szélessége a tiltott sávban a félvezető elég nagy (Pl sokkal nagyobb, mint kT), és, ha a tényleges tömege Mn és lyukak elektronok olvadáspontja ugyanabban a sorrendben, a Fermi szint kellően eltávolítjuk a sávhatárok (EK - F> 2kT és F - EV> 2kT) és a félvezető fog nem degenerált.

Behelyettesítve (1.10) és (1.13) egyenletben p + pD - n - nA = 0, van:

Ezért kiszámítjuk F. egyenlet (1,20) - elsőrendű egyenletet képest exp (F / kT).

ahol a Ei = (1/2) * (EV + EK) jelöli az energia midgap. A levezetése a megfelelő kifejezést az F érték (NC / NV) váltotta a (mN / MP) egyenlettel (1.11).

Abban az esetben, Mn * = MP * Fermi energia belső félvezető közepén fekszik a sávú F = (EC + EV) / 2.

A helyzet a Fermi szint attól függ, milyen más értékek vannak megadva. Ha a koncentráció a töltéshordozók ismert a zónák n és p értéke a F meghatározható a képletek (1.10) és a (1.13). Így, a nem-degenerált n-típusú félvezető, van:

Hasonlóképpen, egy nem degenerált félvezető jelentése p-típusú

A kifejezések (1,22 és 1,23), hogy minél nagyobb a koncentráció a többségi töltéshordozók, a Fermi szint közelebb van a szélén a megfelelő zóna. A donor félvezető n0 = ND (1,17), majd a

Az akceptor félvezető p0 = NA (1,19), majd a