მუხტმატარებელთა კონცენტრაცია

თერმოდინამიკური წონასწორობის პირობებში, $np=n_i^2(T)$ მოქმედებს დამოუკიდებლად დოპირების დონისგან — n-ტიპის დოპირება ზრდის $n$-ს, მაგრამ პროპორციულად ამცირებს $p$-ს (და პირიქით p-ტიპისთვის), ისე რომ ნამრავლი უცვლელი რჩება მოცემულ ტემპერატურაზე.

დონორის ატომს სჭირდება მცირე, მაგრამ სასრული იონიზაციის ენერგია ($E_d$, ჩვეულებრივ ათეულობით მილიელექტრონვოლტი) დამატებითი ელექტრონის გამტარობის ზონაში გასათავისუფლებლად. საკმარისად დაბალ ტემპერატურაზე $k_BT \ll E_d$, და უმეტესობა დონორებისა რჩება არაიონიზებული — ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი პრობლემაა ფართოზოლიან მასალებში (GaN, SiC), სადაც $E_d$ ჩვეულებრივ უფრო დიდია.

ეს „ვიდე ფანჯარა" — სადაც $n\approx N_d$ სტაბილურად — არის ზუსტად ის ტემპერატურული დიაპაზონი, სადაც რეალური მოწყობილობები დაპროექტებულია იმუშაონ: საკმარისად თბილი სრული იონიზაციისთვის, საკმარისად ცივი, რომ ინტრინზული მატარებლები არ „დაავიწროვონ" დოპირებით განსაზღვრული ქცევა.

$n_i\propto\exp(-E_g/2k_BT)$ — ეს ექსპონენციალური დამოკიდებულება ნიშნავს, რომ თუნდაც მცირე სხვაობამ $E_g$-ში (მაგ. GaN-ის 3.4 ევ სილიციუმის 1.12 ევ-თან შედარებით) $n_i$-ს ბევრი რიგით ამცირებს იმავე ტემპერატურაზე — ეს პირდაპირ ხსნის, რატომ ინარჩუნებენ SiC/GaN მოწყობილობები დოპირებით განსაზღვრულ ქცევას 300°C-ზეც კი, სადაც სილიციუმი უკვე მთლიანად ინტრინზულია.