А) металла, б) полупроводника, в) диэлектрика

Здесь Т-температура, E_F - уровень Ферми, DЕ – ширина запрещенной зоны, Е_с –дно зоны проводимости, Е_v -потолок валентной зоны

2 случай. Уровни валентной зоны полностью заняты электронами. Чтобы электрон участвовал в проводимости, его следует перевести из валентной зоны в свободную. Для этого необходимо сообщить ему энергию не меньшую, чем ширина запрещенной зоны . Если ширина запрещенной зоны невелика, энергии теплового движения будет достаточно, чтобы перевести часть электронов с верхних уровней валентной зоны в свободную зону, которую называют зоной проводимости. Одновременно в валентной зоне образуются дырки. Вещество с такими свойствами является полупроводником.

3 случай. Уровни валентной зоны полностью заняты электронами, но ширина запрещенной зоны велика. В этом случае тепловое движение не сможет перебросить электроны в зону проводимости. В таком кристалле отсутствуют свободные носители заряда, кристалл не проводит ток и является диэлектриком.

С точки зрения зонной теории разделение неметаллических материалов на полупроводники и диэлектрики достаточно условно: вся разница между ними заключается в величине ширины запрещенной зоны. Нельзя установить также точное граничное значение ширины запрещенной зоны, которое определяет класс полупроводников от класса диэлектриков. Можно лишь указать, что у полупроводников ширина запрещенной зоны не превышает 2 или 3 эВ. Иногда классификацию твердых тел проводят по величине удельного сопротивления:

Таблица 2.1