본문 바로가기

전체 글

(64)
물리전자공학 12 - 진성 반도체 (Intrinsic semiconductor) 1. 진성 반도체 (Intrinsic semiconductor) 진성 반도체(Intrinsic semiconductor)는 불순물이 들어가지 않은 순수한 반도체를 뜻합니다. 진성 반도체는 주변 열적 에너지가 가해지면 전자와 정공 쌍이 생성되는데 그때 쌍의 농도를 진성 캐리어 농도 (Intrinsic carrier concentration) 라고 하며 ni로 표기 합니다. $$ n_{i}=n_{0}=p_{0} $$ 2. 진성 반도체 페르미 레벨 진성 반도체에서는 페르미 레벨을 $$ E_{i} \ 또는 \ E_{Fi} $$ 로 표기합니다. $$ \frac{p_{0}}{n_{0}}=1 \ 을 \ 사용하여 $$ $$ \therefore E_{i}= \frac{1}{2}(E_{c}+E_{v})+ \Delta E_..
물리전자공학 11 - 열평형 상태에서 캐리어의 농도, n형 반도체, p형 반도체 1. 열평형 상태에서 캐리어의 농도 먼저 전자와 정공의 농도를 두 식의 적분으로 표현합니다. $$ 전자의 \ 농도 \ n_{0} = \int_{E_{c}}^{CB,end} g_{c} (E)f(E)dE $$ $$ 정공의 \ 농도 \ p_{0} = \int_{VB,end}^{E_{v}} g_{v} (E)(1-f(E))dE $$ 각 캐리어의 농도 식에 필요한 식인 상태밀도 함수와 확률분포 함수 (페르미-디랙 함수) 를 대입합니다. $$ g_{c}(E)= \frac{4 \pi}{h^{3}} (2m_{n}^{*})^{3/2} \sqrt{(E-E_{c})} $$ $$ g_{v}(E)= \frac{4 \pi}{h^{3}} (2m_{p}^{*})^{3/2} \sqrt{(E_{v}-E)} $$ 적분을 계산하여 열적평형 ..
물리전자공학 10 - 페르미 - 디랙 분포, 페르미 레벨, 볼츠만 근사, 열평형 상태, 열적평형상태 1. 전자와 정공의 농도 이전 게시물에서 설명했던 부분을 복습하고 넘어가겠습니다. 드리프트 전류를 구하기 위해서는 전자와 정공의 농도를 알아야 합니다. 전자의 농도 $$ n= \int_{E_{c}}^{CB,end} g_{c}(E)f(E)dE $$ 정공의 농도 $$ p = \int_{{VB,end}}^{E_{v}} g_{v}(E)(1-f(E))dE $$ 위 식처럼 각 캐리어의 농도에 사용되는 식은 g(E)와 f(E)가 있습니다. 여기서 g(E)는 허용되는 에너지 상태의 밀도를 나타내는 상태밀도함수이고 f(E)는 에너지가 채워질 확률을 뜻하는 확률분포함수 입니다. 2. 페르미 - 디랙 분포 (Fermi - Dirac distribution) 페르미 - 디랙 분포(Fermi - Dirac distributio..
물리전자공학 9 - 상태 밀도 함수 (Density of state function (DOS) ) 1. 전자와 정공의 농도 드리프트 전류를 구하기 위해서는 전자와 정공의 농도를 알아야 합니다. 전자의 농도 $$ n= \int_{E_{c}}^{CB,end} g_{c}(E)f(E)dE $$ 정공의 농도 $$ p = \int_{{VB,end}}^{E_{v}} g_{v}(E)(1-f(E))dE $$ 위 식처럼 각 캐리어의 농도에 사용되는 식은 g(E)와 f(E)가 있습니다. 여기서 g(E)는 허용되는 에너지 상태의 밀도를 나타내는 상태밀도함수이고 f(E)는 에너지가 채워질 확률을 뜻하는 확률분포함수 입니다. ※ 정공의 농도에서 1-f(E)는 전자가 비어있을 확률이기 때문에 정공의 확률분포함수를 뜻합니다. ※ 2. 상태밀도함수 (Density of state function (DOS) ) 위에서 설명한 것과 ..