Energiebandendiagram van een n-type halfgeleider

Energiebandendiagram van een n-type halfgeleider Geleidingsband Ec EF (Fermi-niveau) Ei (intrinsiek Fermi-niveau) Bij toevoeging van donoren verschuift het niveau naar de geleidingsband Ev Valentieband Eg

Een energiebandendiagram zet de energiebanden die elektronen kunnen bezetten langs de verticale as. De onderkant van de bovenste geleidingsband is Ec, de bovenkant van de onderste valentieband is Ev, en het verschil daartussen is de bandgap Eg. In een intrinsieke halfgeleider zonder onzuiverheden ligt het Fermi-niveau ongeveer in het midden van de bandgap (het intrinsieke Fermi-niveau Ei).

Voeg je donoren zoals fosfor aan silicium toe, dan neemt het aantal elektronen in de geleidingsband toe en schuift het Fermi-niveau omhoog naar de geleidingsband. De positie volgt uit EF − Ei = kT·ln(ND/ni): bij kamertemperatuur komt het per vertienvoudiging van de concentratie ongeveer 0,06 eV dichter bij de geleidingsband. Bij p-type materiaal zakt het juist richting de valentieband, afhankelijk van de acceptorconcentratie.

Verwante rekentools

Voorkomen in vragen

  1. Welke uitspraak over de ligging van het Fermi-niveau in een n-type halfgeleider is juist?

Terug naar alle figuren