フェルミ準位

シグモイド曲線で表されるフェルミ・ディラック関数は、特定の温度でエネルギー状態が電子によって占められる確率を示します。

フェルミ準位は、50%の占有確率でエネルギー状態を表し、価電子帯と伝導帯の間にあります。

絶対零度では、フェルミ準位までのエネルギー状態は満たされ、それ以上のエネルギー状態は空です。より高い温度では、フェルミ準位より上の状態が満たされる可能性があります。

固有半導体では、正孔と電子の濃度が等しいということは、フェルミ準位がバンドギャップの中央にあることを意味します。

n型半導体では、電子濃度が高いほど、フェルミ準位が伝導帯の近くにシフトします。

p型半導体では、正孔濃度が高いため、フェルミ準位は価電子帯の近くにあります。

温度が上昇すると、より多くの電子が価電子から伝導帯に遷移し、フェルミ準位が伝導帯に近づきます。

フェルミ準位の異なる材料が結合すると、電子は高いフェルミ準位から低いフェルミ準位に流れ、接合部でフェルミ準位を整列させて平衡を確立します。