Halfgeleiderfysica
Wat is de juiste betekenis van het Fermi-niveau?
- ADe energie van de bovenkant van de valentieband
- BDe energie van de onderkant van de geleidingsband
- CDe energie waarbij de bezettingskans voor elektronen precies 1/2 is
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: C. De energie waarbij de bezettingskans voor elektronen precies 1/2 is
Het Fermi-niveau is de energie waarbij in de Fermi-Dirac-verdeling de bezettingskans voor een elektron precies 1/2 is, en is te vergelijken met het “waterpeil” van de elektronen. Bij een intrinsieke halfgeleider ligt het vrijwel in het midden van de kloof, bij n-type aan de kant van de geleidingsband en bij p-type aan de kant van de valentieband. In thermisch evenwicht liggen de Fermi-niveaus van met elkaar verbonden materialen op één lijn, waaruit de ingebouwde potentiaal van de pn-junctie en de vlakke-bandspanning van MOS voortkomen. Bij het aanleggen van een spanning verschuiven de Fermi-niveaus aan beide zijden met qV ten opzichte van elkaar.