Halfgeleiderfysica
Welke uitspraak over de ligging van het Fermi-niveau in een n-type halfgeleider is juist?
- AHet ligt aan de kant van de valentieband ten opzichte van het intrinsieke Fermi-niveau
- BHet ligt aan de kant van de geleidingsband ten opzichte van het intrinsieke Fermi-niveau
- CHet ligt altijd binnen de valentieband
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. Het ligt aan de kant van de geleidingsband ten opzichte van het intrinsieke Fermi-niveau
Doordat er in n-type veel elektronen in de geleidingsband zijn, verschuift het Fermi-niveau vanaf het intrinsieke Fermi-niveau nabij het midden van de kloof naar de geleidingsband. De positie wordt bepaald door Ec − EF ≈ kT·ln(Nc/ND) en nadert de geleidingsband met ca. 60 mV (bij kamertemperatuur) per tienvoudige toename van de donorconcentratie. Bij p-type verschuift het juist naar de valentieband. Het Fermi-niveau ligt niet altijd in de verboden zone: bij zeer hoge concentraties komt het in de band te liggen (gedegenereerde halfgeleider).