unde g = 1 ... 2 - degenerare factor (grad) de spin al donatorului unui semiconductor.
La donatorul semiconductor nedegenerat la o temperatură de zero absolut, nivelul Fermi este în mijloc între partea de jos a benzii de conducție și nivelul de impuritate donor. Pe măsură ce temperatura crește, nivelul Fermi se apropie de mijlocul lui gap.
În conformitate cu poziția nivelului Fermi al concentrației electronilor liberi inițial crește ca ionizarea impuritate donor (concentrația de găuri libere este neglijabilă).
Fig. 2.9. Schimbarea poziția nivelului Fermi (a) și concentrația de electroni (b) cu temperatura semiconductorului donor.
Graficul slab regiunea ionizarea impuritate desemnată de cifra 1 din Fig. 2.9, cu o creștere a temperaturii nivelului Fermi semiconductor traversează impuritatea donor, în care impuritatea donor este jumătate de ionizare și concentrația electronilor în banda de conducție devine independentă de temperatură.
Acest interval de temperatură este cunoscută ca fiind zona epuizării impurităților din Fig. 2.9 reprezintă numărul 2.
Temperatura la care F = Ed este temperatură Ts titlu epuizare
Odată cu creșterea în continuare a creșterii temperaturii a concentrației de electroni în banda de conducție va fi realizată datorită tranzițiilor de electroni din banda de valență. Fig. 2.8 Zona 3 corespunde conductivității intrinseci. În acest caz, F = Ei și
La temperaturi între Ti și Ts (la temperaturi apropiate de temperatura camerei), se poate calcula cu ușurință concentrația de purtători de sarcină minoritari. Pe baza egalității ni = np. , Adică o creștere a densității de electroni în ionizare donatorilor budetprivodit duce la o scădere a concentrației găurii
estimări similare pot fi făcute pentru acceptor semiconductoare
In acceptor semiconductor nedegenerat la o temperatură de zero absolut, nivelul Fermi se află în mijloc între banda de valență și nivelul de impuritate acceptor. Pe măsură ce temperatura crește, nivelul Fermi, de asemenea, tinde să midgap. În conformitate cu poziția concentrației nivelului Fermi de găuri libere la primele creșteri ca ionizarea impurităților (concentrația de electroni liberi este neglijabilă).
Semiconductorul acceptor, ca în cazul unei impurități donor, la o creștere a temperaturii are loc o regiune epuizare caracterizată prin ionizare completă a atomilor acceptor de impuritate. Cu creșterea în continuare a temperaturii nivelul Fermi se ridică la mijlocul diferenței de bandă și se comportă ca semiconductoare propriu.
Fig. 2.10 prezintă dependența nivelului Fermi în funcție de temperatură pentru Ge n-tip (a) de tip p (b).
