4.3 费米能级与载流子浓度的计算 只要知道了费密能级E F ，原则上就可知道给定半导体的 载流子浓度。下面我们讨论如何决定半导体的费密能级 。为此我们假定半导体中同时存在浓度N D 的施主杂质和 浓度为N A 的受主杂质。根据一块均匀半导体在空间任何 地方均应保持电中性的原理，应有 n +N A f(E A )=p+N D 1-f(E D ) (1) 式中n为导带电子浓度，N A f(E A )为受主能级E A 上的电子 浓度，由于受主能级为电子占据时受主是荷负电的，上 式左边即为单位体积的半导体中的负电荷。至于上式右 边，p为价带空穴浓度；N D f(E D )为施主能级上的电子浓 度，故N D 1-f(E D ) 为电离施主浓度，因而方程右边为正 电荷浓度。下面我们就几种具体情形作近似讨论。 (1)本征半导体 此时(1)式成为 n =p ，即 由此可解得本征费米能级E F (改记为E Fi ) 令 代表禁带中央能量，得一般m k 和m e 具有相同的数量级，故常可将上式右边第 二项略去。即对本征半导体有 E Fi E i 上式表明，本征半导体的费密能级接近禁带中央。此时 我们可直
