تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
The Intrinsic Fermi-Level Position
المؤلف:
Donald A. Neamen
المصدر:
Semiconductor Physics and Devices
الجزء والصفحة:
p 113
17-5-2017
1410
The Intrinsic Fermi-Level Position
We have qualitatively argued that the Fermi energy level is located near the center of the forbidden bandgap for the intrinsic semiconductor. We can specifically calculate the intrinsic Femi-level position. Since the electron and hole concentrations are equal, we have
(1)
If we take the natural log of both sides of this equation and solve for EFi, we obtain
(2)
From the definitions for Nc and Nv, respectively Equation (2) may be written as
(3a)
The first term, 1/2 (Ec + Ev), is the energy exactly midway between Ec and Ev, or the midgap energy. We can define
so that
(3b)
If the electron and hole effective masses are equal so that m*P = m*n , then the intrinsic Fermi level is exactly in the center of the bandgap. If m*P > m*n , the intrinsic Fermi level is slightly above the center, and if m*P < m*n: it is slightly below the center of the bandgap. The density of states function is directly related to the carrier effective mass; thus a larger effective mass means a larger density of states function. The intrinsic Fermi level must shift away from the band with the larger density of states in order to maintain equal numbers of electrons and holes.