Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 13 стр.

                                12

                                               3
                                     ⎛ m*T ⎞ 2
                             N h = 2⎜⎜ h ⎟⎟ .                (1.23)
                                     ⎜ 2πh 2 ⎟
                                     ⎝       ⎠
     Таким образом, при Т=0 уровень Ферми расположен
посередине между акцепторным уровнем и потолком валентной
зоны (рис.1.2б), а с ростом температуры он сдвигается вверх к
середине запрещенной зоны.
     Концентрация        примесных        носителей    заряда     в
полупроводнике р-типа равна
                                            ⎛ ε ⎞
                          (      ) 1
                       nh = N h N a 2 exp⎜⎜ − a ⎟⎟ .
                                                2T
                                                             (1.24)
                                            ⎝      ⎠
     Рассмотрим качественно еще несколько вариантов. Что
будет, если донорный уровень расположен выше дна зоны
проводимости? В этом случае уже при Т=0 доноры ионизуются, а
электроны переходят в зону проводимости, образуя частично
заполненную зону с соответствующей поверхностью Ферми.
Такой       полупроводник           называется       вырожденным
полупроводником n-типа. Аналогичная ситуация возникает в
полупроводнике р-типа, когда акцепторный уровень расположен
ниже потолка валентной зоны. Тогда часть электронов,
обладающих при Т=0 наибольшей энергией, переходит на
акцепторный уровень, валентная зона оказывается частично
заполненной, и в ней возникает дырочная поверхность Ферми.
     Если же ввести в полупроводник и доноры, и акцепторы,
причем ε d > ε a , то уже при Т=0 электронам с доноров выгодно
перейти на акцепторы. При этом они понижают свою энергию.
Если N d > N a , то окажутся ионизованными все акцепторы и
часть доноров ( N ион = N aион = N a ) . В противном случае
                       d
( N d < N a ) ионизованы все доноры и часть акцепторов:
N ион = N aион = N a . В результате в полупроводнике возникает
   d
большое число заряженных примесей - ионизованных доноров и
акцепторов. Такой процесс называется компенсацией, а