¿Cuál es el efecto del dopaje y la temperatura en el nivel de Fermi?

El nivel de Fermi se mueve hacia arriba desde su valor intrínseco cuando el dispositivo está dopado con n y hacia abajo cuando está dopado con p.

El concepto es realmente simple. Cuando n-dopa un material, hay más electrones que agujeros y es fácil para los electrones libres ganar muy poca energía y saltar a la banda de conducción. Esta idea está representada por el cambio ascendente del nivel de Fermi. Suponga que todos los electrones se encuentran en el nivel de Fermi (que ahora está muy cerca de la banda de conducción) y que pueden cambiar a la banda de conducción ganando unos pocos eV de energía.

Del mismo modo, cuando el dispositivo está dopado, los agujeros pueden saltar fácilmente a la banda de valencia y este fenómeno está representado por el cambio del nivel de Fermi cerca de la banda de valencia.

NOTA: Recuerde que el nivel de Fermi es una teoría que nos ayuda a simplificar la física del dispositivo.

¡Espero eso ayude!

La temperatura no sube ni baja el nivel de Fermi desde su posición original. A medida que seguimos aumentando la temperatura, se moverán más electrones desde debajo del nivel de Fermi hasta por encima del nivel de Fermi. La distribución de electrones alrededor del nivel de Fermi se describe mediante las estadísticas de Fermi-Dirac y la densidad disponible de estados alrededor del nivel de Fermi.

En contraste, el dopaje afecta la posición del nivel de Fermi con respecto a los bordes de la banda. Para semiconductores de tipo n, la concentración de equilibrio de electrones es mayor que la concentración intrínseca. Como consecuencia, la posición del nivel de Fermi cambia desde su posición original hacia el borde de la banda de conducción. Por el contrario, la posición del nivel de Fermi se acerca al borde de la banda de cenefa para el semiconductor tipo p.