10.10
시그모이드 곡선으로 표시되는 Fermi-Dirac 함수는 주어진 온도에서 에너지 상태가 전자에 의해 점유될 확률을 나타냅니다.
페르미 준위는 50%의 점유 확률로 에너지 상태를 나타내며 원자가대와 전도대 사이에 있습니다.
절대 영도에서는 페르미 수준까지의 에너지 상태가 채워지고 그 이상의 에너지 상태는 비어 있습니다. 더 높은 온도에서는 페르미 수준보다 높은 상태가 채워질 수 있습니다.
진성 반도체에서 정공과 전자의 농도가 동일하다는 것은 페르미 준위가 밴드 갭의 중간에 있음을 의미합니다.
n형 반도체에서 더 높은 전자 농도는 페르미 수준을 전도대에 가깝게 이동시킵니다.
p형 반도체에서 페르미 준위는 더 높은 구멍 농도로 인해 원자가 대역 근처에 있습니다.
온도가 상승함에 따라 더 많은 전자가 원자가에서 전도대로 전이되어 페르미 준위가 전도대에 더 가깝게 이동합니다.
페르미 수준이 다른 물질이 연결되면 전자가 높은 페르미 수준에서 낮은 수준으로 흐르면서 접합부에서 페르미 수준을 정렬하여 평형을 확립합니다.