禁带宽度和Fermi能级（看图释义）
http://blog.163.com/xmx028@126/blog/static/1316460712011814111951692011-09-14 11:25:19|
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禁带宽度和Fermi能级（看图释义）
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由图1和图2可以见到：
（1）半导体禁带宽度Eg随着温度的升高而变窄（即禁带宽度具有负温度系数）：这与半导体能带的形成机理以及热胀冷缩效应有关。当温度升高时，原子间距增大，就使得禁带宽度减小，如图3的Si能带所示。
（2）Fermi能级EF常常处于禁带中：EF的位置表示着电子占据容许能级的状况，在EF以下的能级基本上被占据着，在EF以上的能级基本上是空着的。导带电子越多，EF就越靠近导带底；价带空穴半导体的越多，EF就越靠近价带顶。因此，n型半导体的EF位于上半部禁带中，p型半导体的EF位于下半部禁带中。
（3）Fermi能级EF随着掺杂浓度的增大而趋向于能带极值：对于0K时的本征半导体，价带完全填满了电子，导带完全空着，则EF必将位于靠近禁带中央的禁带中；对于非0K的n型半导体，导带中有一定数量的电子，则EF即将移向导带底；如果掺入施主浓度非常高，半导体呈现为强简并状态时，则EF甚至还有可能进入到导带之中。对于p型半导体亦然。
（4）Fermi能级EF随着温度的升高而趋向于禁带中央EFi：本征半导体的电子浓度与空穴浓度相等，即电子占据导带能级的状况与空穴占据价带能级的状况相同，则EF位于禁带中央；由于n型半导体或者p型半导体，随着温度的升高，其中的少数载流子浓度将指数式增大，会使得半导体趋于本征化（少数载流子浓度≈多数载流子浓度），所以Fermi能级也将随之趋向禁带中央。
图2
图3
