본문 바로가기

전체 글

 (64)
물리전자공학 16 - 온도와 페르미 레벨 (Fermi level) 1. 농도와 페르미 레벨 앞선 게시물을 통해 저희는 $$ n_{0} = N_{c} e^{ -\frac {E_{c}-E_{F}}{kT}} = n_{i} e^{ \frac {E_{F}-E_{i}}{kT}} $$ $$ p_{0} = N_{v} e^{ -\frac {E_{F}-E_{v}}{kT}} = n_{i} e^{ \frac {E_{i}-E_{F}}{kT}} $$ 임을 알 수 있었습니다. 위 두 식을 변형시켜 $$ E_{c}-E_{F}=kTln( \frac{N_{c}}{n_{0}} ) $$ $$ E_{F}-E_{i}=kTln( \frac{n_{0}}{n_{i}} ) $$ $$ E_{F}-E_{v}=kTln( \frac{N_{v}}{p_{0}} ) $$ $$ E_{i}-E_{F}=kTln( \frac{p_{0..
물리전자공학 15 - 전하중성조건(Charge neutrality), 보상 반도체(Compensated semiconductor) 1. 전하중성조건 (Charge neutrality) 열 평형 상태에서 반도체는 전기적으로 중성이여야 하기 때문에 아래의 식을 만족합니다. $$ p_{0}-n_{0}+N_{d}-N_{a}=0 $$ 여기서 Mass action law에서 도출한 식인 $$ n_{0}p_{0}=n_{i}^{2} $$ 을 연립하여 전자와 정공의 농도에 대한 또다른 식을 도출할 수 있습니다. $$ \therefore n_{0}= \frac {N_{d}-N_{a}}{2}+[(\frac {N_{d}-N_{a}}{2})^{2}+n_{i}^{2}]^{1/2} $$ $$ \therefore p_{0}= \frac {N_{a}-N_{d}}{2}+[(\frac {N_{a}-N_{d}}{2})^{2}+n_{i}^{2}]^{1/2} $$ 2. ..
물리전자공학 14 - 축퇴 반도체(Degenerated semiconductor) 1. 축퇴 반도체 (Degenerated semiconductor) 축퇴 (Degenerated)는두개의 물리적 상태가 같은 에너지 준위를 가진다는 뜻 이며, 축퇴 반도체 (Degenerated semiconductor)는 매우 높은 농도로 도핑된 반도체 입니다. 축퇴 반도체는 매우 높은 농도로 도핑되었기 때문에 도너 원자들 끼리 상호작용을 할 수 있습니다. 도너가 만드는 에너지 레벨이 대역 (band)를 형성하는데 이 대역이 전도 대역(Conduction band)과 만날 수 있으며 페르미 레벨(Fermi level)이 전도 대역(Conduction band)보다 높아지거나 가전자 대역(Valence band)보다 낮아져서 두 대역이 중첩될 수 있습니다. 축퇴 반도체는 볼츠만 근사를 적용할 수 없으므로..
물리전자공학 13 - 외인성 반도체(Extrinsic semiconductor), 도핑(Doping), 도펀트, 이온화 에너지 1. 도핑 (Doping)과 도펀트 (dopant) 이전 게시물을 통해 페르미 레벨 (Fermi level, EF)이 전도 대역 (Conduction band)에 가까워 질 수록 전자가 더 많은 반도체 (n형 반도체, n-type)가 되고, 페르미 레벨 (Fermi level, EF)이 가전자 대역 (Valence band)에 가까워 질 수록 정공이 더 많은 반도체 (p형 반도체, p-type)가 되는 것을 알았습니다. 이처럼 각 유형의 반도체를 만들기 위해 (페르미 레벨을 조절하기 위해) 도핑을 합니다. 불순물 (도펀트, dopant)은 반도체에 주입하는 것이고 도핑 (Doping)은 반도체에 불순물 (도펀트, dopant)을 주입하는 것 입니다. 이렇게 순수한 반도체인 진성 반도체 (intrinsic..

티스토리툴바