전자회로 SEMICONDUCTOR P 1
@ INDEX 1. Conductors, Insulators, Semiconductors 2. Conduction in Semiconductors 3. The N-Type and P-Type Semiconductors 4. The PN Junction P 2
1.1 Conductors Insulators Semiconductors P 3
학습목표 P 4
1. Conductors + 자유전자가많아전류가쉽게흐르는물질 + 좋은도체 : Au, Ag, Cu, Al.. ( 원자에매우약하게구속된가전자 자유전자가될수있다 ) P 5
1. Conductors + α P 6
2. Insulator + 부도체또는절연체 + 자유전자양小, 전류가흐르지못하는물질 + 가전자들이원자에구속 ( 절연체내부에는자유전자가적음 ) - 가장좋은절연체 : 복합물질로구성 P 7
3. Semiconductor + 평상시에는절연체와같은역할. 하지만전기, 열, 빛등외부자극을받으면 공유결합에의해전자가자유전자로변해 전류를흐르게함 P 8
3. Semiconductor + 반도체의종류 - 진성반도체 (Intrinsic Semiconductor) - 외인성반도체 (Extrinsic Semiconductor) P 9
3. Semiconductor + 진성반도체 - 불순물을첨가하지않은순수한반도체. - 반도체자체밀도가캐리어밀도결정 + 외인성 ( 불순물 ) 반도체 - 진성반도체에불순물소량첨가 ( 도핑 ) - 도핑하는원소가종류에따라서 > 캐리어가홀인 P 형반도체 > 캐리어가전자인 N 형반도체 P 10
4. Energy Bands + 에너지대역 - 서로가까이있는전자여러개의 힘이모여서마치띠 (band) 모양을 이룬다하여에너지밴드라함 - 밴드의크기는전자가 원자궤도의어느위치에따라서다름 P 11
4. Energy Bands 가전자대 / 전도대 / 에너지갭 ( 금지대 ) P 12
5. Shell + 전자껍질 - 원자구조모델 ( 전자궤도모임 ) + 近궤도전자위치 E < 遠궤도전자위치 E P 13
5. Shell K, L, M, N.. 각 (orbit) 핵에가깝다위치 E 小 핵에멀다위치 E 大 P 14
6. Si 과 Cu 의비교 P 15
6. Si 과 Cu 의비교 P 16
6. Si 과 Ge 의비교 P 17
1.2 Conductor in Semiconductors P 18
학습목표 P 19
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) + 가전자가인접원자공동소유 원자끼리서로강하게결합한상태 - 가전자들의상호작용에의해만들어짐 P 20
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 실리콘결정을이루기위한원자결합관계 P 21
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 22
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 23
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) P 24
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 진성실리콘결정내에서공유결합상태 P 25
1. Covalent Bonds( 공유결합 ) 여기되지않은실리콘원자의에너지대 P 26
2. 전도전자와정공 + 전도전자 - 에너지를외부로부터받으면일부의 가전자들은원자로부터구속력이기고 자유전자가됨. P 27
2. 전도전자와정공 + 전도전자 P 28
2. 전도전자와정공 + 정공 - 전자가가전대에서전도대로이탈 가전자대에서빈자리생성 이빈자리가 정공 임. P 29
3. Electron-Hole Pair P 30
4. 전자전류와정공전류 1) Electron Current P 31
4. 전자전류와정공전류 2) Hole Current P 32
4. 전자전류와정공전류 3) 순수반도체내의정공전류 P 33
1.3 The N-Type and P-Type Semiconductors P 34
학습목표 P 35
1-1. 진성반도체 (Intrinsic) + 내인성반도체 + 원자의위치가규칙적, 균형있음 - 매우안정적인결합 절연체상태 - 불순물이전혀없는순수반도체상태 P 36
1-2. 외인성반도체 (Extrinsic) + 불순물반도체 + 도핑 - 도핑으로인한반도체전도도가바뀜 - 진성반도체에불순물원자를주입 자유전자 or 정공수증가 P 37
2. N-Type N Semiconductor + 순수 Si 내에있는전도대의전자수 5 가불순물원자를첨가 + 도핑시첨가되는불순물의종류 - As 33, P 15, Bi 83, Sb 51 P 38
2. N-Type N Semiconductor 실리콘원자가 5 가불순물원자 (As) 와결합 P 39
3. P-Type P Semiconductor + 순수 Si 내에있는정공 (Hole) 수 3 가불순물원자를도핑 + 도핑시첨가되는불순물의종류 - Al 13, B 5, In 49, Ga 31 P 40
3. P-Type P Semiconductor 실리콘원자가 3 가불순물원자 (In) 와결합 P 41
4. 다수캐리어 & 소수캐리어 + N 형반도체물질 - 5 가도너원자도핑, 음전하유지 - 이러한전자를 N 형반도체의다수캐리어 + 전자 - 정공쌍이열적으로생성될때 소수의정공생성 = 소수캐리어 P 42
4. 다수캐리어 & 소수캐리어 + P 형반도체물질 - 3가억셉트원자도핑, 양전하유지 - 이러한정공를 P 형반도체의다수캐리어 + 전자 - 정공쌍이열적으로생성될때 소수의전자생성 = 소수캐리어 P 43
A. 불순물정리 P 44
1.4 The PN Junction P 45
학습목표 P 46
0. P 형 N형반도체 P 47
1. 공핍층 (Deflation Region) PN 접합이형성되는순간 < 확산과재결합 > 공핍층생성 P 48
1. 공핍층 (Deflation Region) + 공핍층의폭 - 불순물의농도에따라정해짐 - 농도多 = 좁은폭의공핍층 - 농도小 = 넓은폭의공핍층 P 49
1. 공핍층 (Deflation Region) P 50
2. 전위장벽 (Barrier Potential) + 공핍영역 - 음, 양전하대전 전계형성 + 전계가형성된공핍영역을넘어 N영역에서 P영역으로전자가이동하기위해서는충분한에너지가공급되어야함 공핍영역양단의전계전위차 : 전위장벽 P 51
2. 전위장벽 (Barrier Potential) + 전위장벽 - 전압값으로나타냄 - 에너지공급방법 + 전위장벽에영향주는것들 - 반도체물질형태, 도핑량, 온도등 + 25 에서 Si(0.7V), Ge(0.3V) 전위장벽 P 52
@ 요약정리 1. 원자는물질의특성을유지하는원소의 가장작은입자이다. 2. 원자는양성자와중성자로구성된원자핵 과그주위의궤도를돌고있는전자로구 성된다. 3. 원자각은에너지대이다. P 53
@ 요약정리 4. 전자를포함하는최외각은원자가각이다 5. 양이온은가전자를잃은원자이다 6. 전도대전자를자유전자라부른다 7. Si 과 Ge 은우수한반도체재료이다 8. 결정구조속의원자는공유결합으로결합 되어있다. P 54
@ 요약정리 9. 전자 - 정공쌍은열적으로생성된다. 10. 진성반도체는상대적으로자유전자가 적은순수한물체이다. 11. 진성반도체에서전도성을변화시키기 위하여불순물을첨가시키는과정을도핑이 라고한다. P 55
@ 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
@ 참고문헌 # http://www.wikipedia.org electronic device / diode / TR / 전자회로 # http://www.icbank.com/elecinfo # http://www.google.com electronic device / TR # http://www.semipark.co.kr/semidoc/basic/pn_junction.asp $ Microelectronic Circuits 5 th Edition / Paperback - Adel S. Sedra, Oxford. $ 전자회로 (Electronic Devices) 제 7 판 Floyd, 한국피어슨에듀케이션 % 뇌이버 통합사전 / 엠파스 - 통합사전 P 57
@ 마치면서.. 질문이나보충사항있으시면 말씀해주십시오. 고주현 신민섭, 허영민, 장민아, 김방글, 이명민 P 58