質量作用の法則 (半導体)
自由電子濃度nは次のように近似できる。
n = N c exp [ − ( E c − E F ) k T ] {\displaystyle n=N_{c}{\text{ exp}}\left[-{\frac {(E_{c}-E_{F})}{kT}}\right]}
ここで
Ecは伝導帯のエネルギー
EFはフェルミ準位
kはボルツマン定数
Tはケルビン単位の温度
Ncは伝導帯端での有効状態密度で、 N c = 2 ( 2 π m e ∗ k T h 2 ) 3 / 2 {\displaystyle \textstyle N_{c}=2\left({\frac {2\pi m_{e}^{*}kT}{h^{2}}}\right)^{3/2}} と与えられる。ここでm*eは電子の有効質量、hはプランク定数である。