Was ist der Grund dafür, dass die Ladungsträgerdichte stark sinkt, wenn n-Silizium auf extrem tiefe Temperaturen abgekühlt wird?

Antwort: C. Weil die thermische Energie nicht mehr ausreicht, um Elektronen aus den Donatoren ins Leitungsband anzuregen (Ausfrieren der Ladungsträger)

Auch wenn das Donatorniveau flach ist, wird zum Anheben der Elektronen ins Leitungsband etwas thermische Energie benötigt. Bei Silizium reicht die Wärme unterhalb von etwa 100 K nicht mehr aus, die Elektronen bleiben an die Donatoren gebunden, und die Ladungsträgerdichte sinkt stark (Ausfrieren, Freeze-out). Bei hohen Temperaturen übersteigen dagegen die intrinsischen Ladungsträger die Donatorkonzentration, und der Leitungstyp lässt sich nicht mehr durch Dotierung festlegen. Der dazwischenliegende Bereich, in dem die Ladungsträgerdichte nahezu konstant der Donatorkonzentration entspricht, ist der Temperaturbereich, in dem Bauelemente betrieben werden.