Здравствуйте, dar777!
Зависимость концентрации электронов
n и дырок
p от температуры определяется формулами:
где
E[sub]v[/sub] - потолок валентной зоны,
E[sub]F[/sub] - уровень Ферми,
E[sub]c[/sub] - дно зоны проводимости,
m[sub]n[/sub][sup]*[/sup] и
m[sub]p[/sub][sup]*[/sup] - эффективные массы электронов и дырок. Для собственного полупроводника концентрации электронов и дырок равны (
n = p), так как каждый электрон, покинувший валентную зону, создает одну дырку. Следовательно,
откуда для уровня Ферми имеем
Если эффективные массы электронов и дырок равны, то уровень Ферми при любой температуре будет располагаться посередине запрещенной зоны.
Для собственного полупроводника (в котором отсутствует примесная проводимость и электроны переходят только из валентной зоны в зону проводимости) энергия активации равна ширине запрещённой зоны. В данном случае ширина запрещённой зоны равна 0.2 эВ, а уровень Ферми (расположенный посередине запрещенной зоны), будет равен 0.1 эВ относительно потолка валентной зоны.