ここで、n形半導体の温度依存性を、計算を行うことによって、実際の依存のされかたをみていこう。 まず、不純物が均一に分布している半導体を考えると、以下の中性条件が成り立つ。
(ND-nD)+p=(NA-nA)+nなお、
nD=fn(ED) nA=NA{1-fn(EA)}であり、電子の密度は、状態密度とフェルミ関数の積を伝導帯の底から無限大まで積分して得られるから
ここで、E-Ec=x,(1/kT)=aとおくと、
となり、
を利用すると、
となる。ただし、
である。
ここで、先の中性条件を用いることによって、下図のようなグラフがかける。
上図の(A)領域の傾きからエネルギー準位、(B)領域の飽和値から電子密度を求めることができる。