Концентрация электронов и дырок в примесном полупроводнике

Уравнение (4.8) справедливо только для равновесных носителей заряда, то есть в отсутствие внешних воздействий.

. (4.9)

Но уже при комнатной температуре в большинстве полупроводников все доноры ионизованы, так как энергии активации доноров составляют всего несколько сотых электронвольта. Тогда для донорного полупроводника (рис. 4.4)

. (4.10)

Концентрацию дырок в донорном полупроводнике найдем из (4.9):

. (4.11)

На рисунке 4.4 приведена зонная диаграмма полупроводника n-типа, показывающая положение энергетических уровней донорной примеси E_D и схематическое соотношение концентраций основных n₀ и неосновных p₀ носителей. Соответственно если полупроводник легирован акцепторами с концентрацией N_A, то концентрации основных p₀ и неосновных n₀ носителей будут

и . (4.12)

Рис. 4.4. Зонная диаграмма полупроводника n-типа

На рисунке 4.5 приведена зонная диаграмма полупроводника p-типа, показывающая положение энергетических уровней акцепторной примеси E_A и схематическое соотношение концентраций основных p₀ и неосновных n₀ носителей.

Рис. 4.5. Зонная диаграмма полупроводника p-типа