Jaki wpływ mają domieszki na liczbę nośników prądu?

Domieszki powodują wzrost liczby nośników prądu.

Jeżeli chcemy określić, ile razy dana wielkość jest mniejsza, dzielimy wielkość większą – w tym przypadku energię przejścia z zakresu energii walencyjnej do zakresu przewodnictwa – przez mniejszą – w tym przypadku energię potrzebną na przejście z zakresu energii poziomu donorowego do energii z zakresu pasma przewodnictwa. Otrzymujemy 1,12 eV / 45 meV = 1,12 / 0,045 = 24,89 ≈ 25.

Wyznaczamy opór elektryczny ze wzoru na opór właściwy, a za pole powierzchni podstawiamy $S=\frac{\pi d^2}{4}$. Otrzymujemy $R=\frac{\rho l}{\frac{\pi d^2}{4}}$. Porównujemy opór samoistnego germanu $R_s$ z oporem germanu domieszkowanego $R_d$:

Po przekształceniach otrzymamy

Porównaj, jak pod wpływem temperatury zmienia się koncentracja nośników w krzemie samoistnym i domieszkowanym.

R1Mzx8PQS3Mbm

Rysunek przedstawia wykres zależności koncentracji nośników prądu w krzemie czystym i krzemie domieszkowanym od temperatury wyrażonej w skali Kelwina. Temperatura zmienia się w zakresie od dwustu kelwinów do pięciuset kelwinów. Dla krzemu domieszkowanego wykres jest linią prawie prostą, równoległą do osi temperatury i przecina oś koncentracji nieco poniżej wartości dziesięć do potęgi piętnastej nośników na centymetr sześcienny. Wykres dla krzemu czystego zaczyna się w punkcie, gdzie temperatura jest równa trzysta kelwinów i odpowiada jej koncentracja dziesięć do potęgi dziesiątej nośników w centymetrze sześciennym i silnie rośnie do wartości dziesięć do potęgi czternastej nośników na centymetr sześcienny przy temperaturze pięćset kelwinów. Charakter tej zależności to bez wątpienia zależność eksponencjalna, co wynika z ewzorów na koncentrację nośników dla półprzewodników niedomieszkowanych.

Nie, ponieważ w półprzewodnikach domieszkowych w temperaturze pokojowej praktycznie wszystkie elektrony z poziomów donorowych przeszły w zakres energii przewodnictwa. Przewodnictwo półprzewodników domieszkowych przy małej zmianie temperatury praktycznie się nie się zmienia. Natomiast w półprzewodnikach samoistnych w tym zakresie temperatur liczba nośników prądu rośnie około dwukrotnie.