Halbleiterphysik

Wie heißen die Niveaus, die eingeführt werden, um in einem durch Lichteinstrahlung oder Strominjektion aus dem thermischen Gleichgewicht gebrachten Halbleiter Elektronen- und Löcherdichte jeweils getrennt zu beschreiben?

  1. ADonatorniveau
  2. BQuasi-Fermi-Niveau
  3. CIntrinsisches Fermi-Niveau
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Antwort: B. Quasi-Fermi-Niveau

Weicht ein Halbleiter durch Lichteinstrahlung oder Strominjektion vom thermischen Gleichgewicht ab, lassen sich Elektronen- und Löcherdichte nicht mit einem einzigen Fermi-Niveau gleichzeitig beschreiben. Daher werden getrennte Quasi-Fermi-Niveaus (Imref) für Elektronen und Löcher festgelegt und etwa als n = ni·exp((EFn−Ei)/kT) behandelt. Ihre Differenz entspricht über die Beziehung np = ni²·exp(ΔEF/kT) der am PN-Übergang anliegenden Spannung bzw. der Leerlaufspannung von Solarzellen. Der Strom fließt proportional zum Gefälle des Quasi-Fermi-Niveaus.

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