10.10
La fonction de Fermi-Dirac, représentée par une courbe sigmoïde, indique la probabilité qu’un état d’énergie soit occupé par un électron à une température donnée.
Le niveau de Fermi représente l’état d’énergie avec une probabilité d’occupation de 50 % et se situe entre les bandes de valence et de conduction.
Au zéro absolu, les états d’énergie jusqu’au niveau de Fermi sont remplis, tandis que ceux au-dessus sont vides. À des températures plus élevées, les états supérieurs au niveau de Fermi peuvent être remplis.
Dans les semi-conducteurs intrinsèques, des concentrations égales de trous et d’électrons impliquent que le niveau de Fermi se trouve au milieu de la bande interdite.
Dans les semi-conducteurs de type n, une concentration d’électrons plus élevée déplace le niveau de Fermi près de la bande de conduction.
Dans les semi-conducteurs de type p, le niveau de Fermi se situe près de la bande de valence, en raison d’une concentration de trou plus élevée.
À mesure que la température augmente, davantage d’électrons passent de la valence à la bande de conduction, rapprochant le niveau de Fermi de la bande de conduction.
Lorsque des matériaux avec des niveaux de Fermi différents se connectent, les électrons circulent du niveau Fermi supérieur vers le niveau inférieur pour aligner les niveaux Fermi à la jonction afin d’établir l’équilibre.
La fonction de Fermi-Dirac est représentée par une courbe en forme de S, indiquant la probabilité qu'un état énergétique soit occupé par un électron à…
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