O nível de energia de Fermi nos semicondutores nem sempre fica a meio caminho entre a banda de condução e a banda de valência. Na verdade, é mais perto da banda de valência em semicondutores intrínsecos e muda para a banda de condução no tipo n e para a banda de valência nos semicondutores do tipo P .

Aqui está um colapso:

1. Semicondutores intrínsecos:

* Nos semicondutores intrínsecos, o nível Fermi está localizado ligeiramente acima do meio da lacuna proibida , mais perto da banda de valência. Isso ocorre porque existem mais elétrons disponíveis na banda de valência do que na banda de condução devido à excitação térmica de elétrons.

2. Semicondutores extrínsecos:

* semicondutores do tipo n: Nos semicondutores do tipo N, o doping com impurezas doadoras introduz excesso de elétrons na banda de condução. Isso faz com que o nível Fermi mude para cima em direção à banda de condução.

* semicondutores do tipo P: Nos semicondutores do tipo P, o doping com impurezas aceitadores cria "buracos" na banda de valência. Esses "buracos" agem como cargas positivas e podem aceitar facilmente elétrons. Isso faz com que o nível de Fermi mude para baixo em direção à banda de valência.

Por que nem sempre no meio?

O nível de Fermi representa o nível de energia no qual há uma probabilidade de 50% de encontrar um elétron. É determinado pela densidade dos estados (o número de níveis de energia disponíveis) e a Probabilidade de ocupação eletrônica .

* Densidade dos estados: Nos semicondutores, a densidade dos estados é maior perto da banda de valência, porque há mais níveis de energia disponíveis na banda de valência. Isso contribui para o nível de Fermi estar mais próximo da banda de valência em semicondutores intrínsecos.
* Probabilidade de ocupação eletrônica: A probabilidade de ocupação de elétrons é maior na banda de valência devido à excitação térmica de elétrons da banda de valência para a banda de condução. Isso contribui ainda mais para o nível de Fermi estar mais próximo da banda de valência.

Em resumo, o nível de energia de Fermi nos semicondutores nem sempre é exatamente a meio caminho entre a banda de condução e a banda de valência. Sua posição é influenciada pelo tipo de semicondutor (intrínseco, do tipo n ou do tipo P) e pela densidade dos estados e probabilidade de ocupação de elétrons dentro das faixas de energia.