[전자회로 개념정리] 반도체 물질과 특성

반도체 

정의: 상온에서 전기 전도율이 구리 같은 도체하고 애자, 유리 같은 부도체의 중간 정도인 물질

 

반도체 소재로 가장 많이 쓰이는 것은 규소(Si)에 불순물을 첨가하여 만든 것들이다.  

 

 

성질

1. 규소는 원자가 전자(valance electron)가 4개다. 즉 다른 원소와 최대 4개의 공유결합(covalent bond)을 형성할 수 있다.
2. 온도가 상승할 경우 공유 결합된 전자가 자유전자(free electron)가 된다. 
3. 공유결합이 해제되어 자유전자가 생길 경우, 공유결합이 있던 자리에 정공(electron hole)이 생성된다.
4. 정공에 자유전자가 채워질 수 있다. 
5. 순수한 규소는 다른 원소를 추가하여 전기적 성질을 변화시킬 수 있다.(doping)

---

자유전자의 밀도 

T: 온도 , E: 공유결합이 해제되기 위한 에너지

 

 

Doping (N type)

5족원소(대표적으로 인(P))를 도핑하여 전자를 추가한다. 

charge carrier: 전자(electron)

 

 

 

 

Doping(P type)

3족원소(대표적으로 붕소(B))를 도핑하여 정공을 추가한다. 

charge carrier: 정공(hole)

 

전하 이동 방식 

Drift

전기장에 의해 전하가 이동하는 것. 전하의 이동속도는 전기장의 세기에 비례한다. 

---

Diffusion

전하의 밀도가 높은 영역에서 낮은 영역으로 전하가 이동하는 것.