如果半导体中同时含有施主和受主杂质,由于受主能级比施主能级低得多,施主杂N2596SG-5质上的电子首先要去填充受主能级,剩余的才能激发到导带;而受主杂质也要首先接受来自施主杂质上的电子,剩余的受主杂质才能接受来自价带的电子。施主和受主杂质之间的这种互相抵消的作用,称为杂质补偿。在杂质补偿情况下,半导体的导电类型由浓度大的杂质决定。当施主浓度大于受主浓度时,半导体是N型。有效施主浓度为凡一凡。反之,当受主浓度大于施主浓度时,半导体是P型。有效受主浓度为凡一凡。

   简并半导体及能带

   假定费米能级位于离开带边较远的禁带之中。在这种情况下^,费米分布函数可以用玻尔兹曼分布函数来近似。但在有些情况下,费米能级EF可能接近或进入能带。例如在重掺杂半导体中就可以发生这种情况。这种现象称为载流子的简并化,发生载流子简并化的半导体称为简并半导体。在简并半导体中,量子态被载流子占据概率很小的条件不再成立,不能再应用玻尔兹曼分布函数而必须使用费米分布函数来分析能带中载流子的统计分布问题。对于N型半导体,如果施主能级基本上电离,马必须在施主能级以下。对于P型半导体,如果受主能级基本上电离,马必须在受主能级以上。两种情况都意味着费米能级在禁带之中。因此费米能级位于禁带之中是和常温下浅能级杂质基本上全部电离这一事实相一致的。然而,当半导体中的杂质浓度相当高的时候,比如锗、硅中的Ⅲ-V族元素,它们的浓度达到101:~1019cm3时,不同原子上的波函数要发生重叠。在这种情况下,即使不电离,电子和空穴也不再被束缚在固定的杂质上,而是可以在整个半导体中运动。杂质能级之间会发生类似于能带的形成过程:单一的杂质能级将转变成为一系列高低不同的能级组成的“带”,成为杂质带。杂质带的宽度会随着杂质浓度的增加而加宽。