Aquí hay un desglose:
1. Semiconductores intrínsecos:
* En semiconductores intrínsecos, el nivel de Fermi se encuentra ligeramente por encima del medio de la brecha prohibida , más cerca de la banda de valencia. Esto se debe a que hay más electrones disponibles en la banda de valencia que en la banda de conducción debido a la excitación térmica de electrones.
2. Semiconductores extrínsecos:
* n-type semiconductores: En semiconductores de tipo N, el dopaje con impurezas de los donantes introduce exceso de electrones en la banda de conducción. Esto hace que el nivel de Fermi se desplace hacia arriba Hacia la banda de conducción.
* semiconductores de tipo P: En semiconductores de tipo P, el dopaje con impurezas de aceptores crea "agujeros" en la banda de valencia. Estos "agujeros" actúan como cargas positivas y pueden aceptar fácilmente electrones. Esto hace que el nivel de Fermi se desplace hacia abajo Hacia la banda de valencia.
¿Por qué no siempre en el medio?
El nivel de Fermi representa el nivel de energía en el que existe una probabilidad del 50% de encontrar un electrón. Está determinado por la densidad de los estados (el número de niveles de energía disponibles) y la probabilidad de ocupación de electrones .
* Densidad de estados: En los semiconductores, la densidad de los estados es mayor cerca de la banda de valencia porque hay más niveles de energía disponibles en la banda de valencia. Esto contribuye al nivel de Fermi más cerca de la banda de valencia en semiconductores intrínsecos.
* Probabilidad de ocupación de electrones: La probabilidad de ocupación de electrones es mayor en la banda de valencia debido a la excitación térmica de electrones desde la banda de valencia hasta la banda de conducción. Esto contribuye aún más al nivel de Fermi más cerca de la banda de valencia.
En resumen, el nivel de energía de Fermi en semiconductores no siempre es exactamente a mitad de camino entre la banda de conducción y la banda de valencia. Su posición está influenciada por el tipo de semiconductor (intrínseco, de tipo n o de tipo P) y la densidad de estados y probabilidad de ocupación de electrones dentro de las bandas de energía.
