Произведение n0p0.
В случае собственного невырожденного полупроводника, согласно (3.9) и
имеем
откуда следует:
Введение примеси в кристалл приводит к резкому смещению уровня Ферми. Однако если
лежит по крайней мере на
ниже дна зоны проводимости, но выше потолка валентной зоны, то полупроводник можно считать невырожденным и пользоваться формулами (3.9) и (3.10). Это означает, что в невырожденном полупроводнике, находящемся в состоянии термодинамического равновесия, всегда справедливо равенство:
Как видно из (3.27), путем введения примеси нельзя одновременно повысить концентрацию электронов и дырок: увеличение
неизбежно приводит к уменьшению
и наоборот.
Поскольку формулы (3.17) и (3.19) справедливы как для собственного, так и для примесного полупроводника и отличаются только значением
то имеют место равенства:
где
; и
значение
для собственного и примесного полупроводника,
При отсутствии вырождения интегралы Ферми — Дирака можно заменить экспонентами, а из (3.28) следует
Формулы (3.29) широко используются для практических целей. Поскольку вырождение по электронам и дыркам одновременно почти никогда не наступает, одна из этих формул остается справедливой, даже если уровень Ферми заходит в зону проводимости или в валентную зону.