PowerPoint Presentation

Size: px

Start display at page:

Download "PowerPoint Presentation"

신일 담
5 years ago
Views:

1 전자회로 SEMICONDUCTOR P 1

2 @ INDEX 1. Conductors, Insulators, Semiconductors 2. Conduction in Semiconductors 3. The N-Type and P-Type Semiconductors 4. The PN Junction P 2

3 1.1 Conductors Insulators Semiconductors P 3

4 학습목표 P 4

5 1. Conductors + 자유전자가많아전류가쉽게흐르는물질 + 좋은도체 : Au, Ag, Cu, Al.. ( 원자에매우약하게구속된가전자 자유전자가될수있다 ) P 5

6 1. Conductors + α P 6

7 2. Insulator + 부도체또는절연체 + 자유전자양小, 전류가흐르지못하는물질 + 가전자들이원자에구속 ( 절연체내부에는자유전자가적음 ) - 가장좋은절연체 : 복합물질로구성 P 7

8 3. Semiconductor + 평상시에는절연체와같은역할. 하지만전기, 열, 빛등외부자극을받으면 공유결합에의해전자가자유전자로변해 전류를흐르게함 P 8

9 3. Semiconductor + 반도체의종류 - 진성반도체 (Intrinsic Semiconductor) - 외인성반도체 (Extrinsic Semiconductor) P 9

10 3. Semiconductor + 진성반도체 - 불순물을첨가하지않은순수한반도체. - 반도체자체밀도가캐리어밀도결정 + 외인성 ( 불순물 ) 반도체 - 진성반도체에불순물소량첨가 ( 도핑 ) - 도핑하는원소가종류에따라서 > 캐리어가홀인 P 형반도체 > 캐리어가전자인 N 형반도체 P 10

11 4. Energy Bands + 에너지대역 - 서로가까이있는전자여러개의 힘이모여서마치띠 (band) 모양을 이룬다하여에너지밴드라함 - 밴드의크기는전자가 원자궤도의어느위치에따라서다름 P 11

12 4. Energy Bands 가전자대 / 전도대 / 에너지갭 ( 금지대 ) P 12

13 5. Shell + 전자껍질 - 원자구조모델 ( 전자궤도모임 ) + 近궤도전자위치 E < 遠궤도전자위치 E P 13

14 5. Shell K, L, M, N.. 각 (orbit) 핵에가깝다위치 E 小 핵에멀다위치 E 大 P 14

15 6. Si 과 Cu 의비교 P 15

16 6. Si 과 Cu 의비교 P 16

17 6. Si 과 Ge 의비교 P 17

18 1.2 Conductor in Semiconductors P 18

19 학습목표 P 19

20 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) + 가전자가인접원자공동소유 원자끼리서로강하게결합한상태 - 가전자들의상호작용에의해만들어짐 P 20

21 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 실리콘결정을이루기위한원자결합관계 P 21

22 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 22

23 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 23

24 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 24

25 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 진성실리콘결정내에서공유결합상태 P 25

26 1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 여기되지않은실리콘원자의에너지대 P 26

27 2. 전도전자와정공 + 전도전자 - 에너지를외부로부터받으면일부의 가전자들은원자로부터구속력이기고 자유전자가됨. P 27

28 2. 전도전자와정공 + 전도전자 P 28

29 2. 전도전자와정공 + 정공 - 전자가가전대에서전도대로이탈 가전자대에서빈자리생성 이빈자리가 정공 임. P 29

30 3. Electron-Hole Pair P 30

31 4. 전자전류와정공전류 1) Electron Current P 31

32 4. 전자전류와정공전류 2) Hole Current P 32

33 4. 전자전류와정공전류 3) 순수반도체내의정공전류 P 33

34 1.3 The N-Type and P-Type Semiconductors P 34

35 학습목표 P 35

36 1-1. 진성반도체 (Intrinsic) + 내인성반도체 + 원자의위치가규칙적, 균형있음 - 매우안정적인결합 절연체상태 - 불순물이전혀없는순수반도체상태 P 36

37 1-2. 외인성반도체 (Extrinsic) + 불순물반도체 + 도핑 - 도핑으로인한반도체전도도가바뀜 - 진성반도체에불순물원자를주입 자유전자 or 정공수증가 P 37

38 2. N-Type N Semiconductor + 순수 Si 내에있는전도대의전자수 5 가불순물원자를첨가 + 도핑시첨가되는불순물의종류 - As 33, P 15, Bi 83, Sb 51 P 38

39 2. N-Type N Semiconductor 실리콘원자가 5 가불순물원자 (As) 와결합 P 39

40 3. P-Type P Semiconductor + 순수 Si 내에있는정공 (Hole) 수 3 가불순물원자를도핑 + 도핑시첨가되는불순물의종류 - Al 13, B 5, In 49, Ga 31 P 40

41 3. P-Type P Semiconductor 실리콘원자가 3 가불순물원자 (In) 와결합 P 41

42 4. 다수캐리어 & 소수캐리어 + N 형반도체물질 - 5 가도너원자도핑, 음전하유지 - 이러한전자를 N 형반도체의다수캐리어 + 전자 - 정공쌍이열적으로생성될때 소수의정공생성 = 소수캐리어 P 42

43 4. 다수캐리어 & 소수캐리어 + P 형반도체물질 - 3가억셉트원자도핑, 양전하유지 - 이러한정공를 P 형반도체의다수캐리어 + 전자 - 정공쌍이열적으로생성될때 소수의전자생성 = 소수캐리어 P 43

44 A. 불순물정리 P 44

45 1.4 The PN Junction P 45

46 학습목표 P 46

47 0. P 형 N형반도체 P 47

48 1. 공핍층 (Deflation Region) PN 접합이형성되는순간 < 확산과재결합 > 공핍층생성 P 48

49 1. 공핍층 (Deflation Region) + 공핍층의폭 - 불순물의농도에따라정해짐 - 농도多 = 좁은폭의공핍층 - 농도小 = 넓은폭의공핍층 P 49

50 1. 공핍층 (Deflation Region) P 50

51 2. 전위장벽 (Barrier Potential) + 공핍영역 - 음, 양전하대전 전계형성 + 전계가형성된공핍영역을넘어 N영역에서 P영역으로전자가이동하기위해서는충분한에너지가공급되어야함 공핍영역양단의전계전위차 : 전위장벽 P 51

52 2. 전위장벽 (Barrier Potential) + 전위장벽 - 전압값으로나타냄 - 에너지공급방법 + 전위장벽에영향주는것들 - 반도체물질형태, 도핑량, 온도등 + 25 에서 Si(0.7V), Ge(0.3V) 전위장벽 P 52

53 @ 요약정리 1. 원자는물질의특성을유지하는원소의 가장작은입자이다. 2. 원자는양성자와중성자로구성된원자핵 과그주위의궤도를돌고있는전자로구 성된다. 3. 원자각은에너지대이다. P 53

54 @ 요약정리 4. 전자를포함하는최외각은원자가각이다 5. 양이온은가전자를잃은원자이다 6. 전도대전자를자유전자라부른다 7. Si 과 Ge 은우수한반도체재료이다 8. 결정구조속의원자는공유결합으로결합 되어있다. P 54

55 @ 요약정리 9. 전자 - 정공쌍은열적으로생성된다. 10. 진성반도체는상대적으로자유전자가 적은순수한물체이다. 11. 진성반도체에서전도성을변화시키기 위하여불순물을첨가시키는과정을도핑이 라고한다. P 55

56 @ 요약정리 12. N 형반도체는 5 가불순물원자로도핑 13. P 형반도체는 3 가불순물원자로도핑 14. PN 접합은 N 형과 P 형반도체사이의경계 15. 공핍층은다수캐리어를포함하지않는 PN 접합의인접영역이다. 16. 장벽전위는공핍층양단의고유전압 P 56

57 @ 참고문헌 # electronic device / diode / TR / 전자회로 # # electronic device / TR # $ Microelectronic Circuits 5 th Edition / Paperback - Adel S. Sedra, Oxford. $ 전자회로 (Electronic Devices) 제 7 판 Floyd, 한국피어슨에듀케이션 % 뇌이버 통합사전 / 엠파스 - 통합사전 P 57

58 @ 마치면서.. 질문이나보충사항있으시면 말씀해주십시오. 고주현 신민섭, 허영민, 장민아, 김방글, 이명민 P 58

Microsoft PowerPoint - Chapter4&6(강의용)

Microsoft PowerPoint - Chapter4&6(강의용) h. 4 반도체소자 반도체 : 상온에서도체와부도체의중간쯤에해당하는전기전도도를가지는물질 불순물첨가 (doping) 또는결함으로인해서전기전도도가매우크게변함. 주기율표에서 4 족, 3-5 족, 2-6 족화합물 (Si, Ge, GaAs, AlAs etc. ) c = 6.708 Å 1 원자가규칙적정렬을하는고체에서전자의상태 : 에너지밴드 E U E g a E V a 0