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전자공학/반도체 24

반도체(4) DOS , Thermal equilibrium (열적평형)

DOS가 뭐냐 도스가 아니라 Density Of State 이다. 뭐 그냥 해석하면 상태밀도라는 것인데 저번에 말했다시피 불연속적 energy state 의 집합, 각 energy state는 전자가 한개만 존재할 수 있다고 했다. 그렇다면 각 state끼리 모여있느냐? 아니면 멀리떨어져있느냐?? 그래서 밀도를 알아보기로 했다. 왜 알아보느냐??는 뒤에 나온다. Density of State, D(E): (단위 부피당) 단위 에너지 간격당 존재하는 energy state 의 수. 열적 평형을 얘기해보자 열적 평형상태란 열적 선동이 존재할 때 // (0K이 아니면 존재한다고 본다, 상온에서 존재한다) 최소에너지를 갖는 상태를 말한다. 최소에너지라는 것은 공간적으로 균일한 에너지 및 농도가 분포하고 있다는 ..

반도체(3) 도핑(Doping), 유효질량(effective mass)

우선 도핑을 설명하기 전에 전도 전자와 정공을 다시 짚고 넘어가자 이 모든 설명의 큰 흐름은 에너지는 안정된 상태로 가려는 경향이 있다로 설명한다. 전도 전자의 에너지 중, Ec보다 큰 모든에너지는 전자의 운동에너지에 해당한다. 에너지의 기준을 어떤것으로 잡느냐에 따라 달라지는 것이다. 전자와 정공은 전기장 내에서 가속됨으로써 에너지를 얻을 수 있고, 결정 내에서 충돌로 인해 에너지를 잃을 수 도 있다. 전압의 정의: "양전하" 기준의 전기적 위치에너지 차이!! 즉 전압을 걸면 band가 내려가는 모양이 나온다. // 에너지 밴드 다이어그램에서 전자는 밑으로 가려고하고 정공은 위로 도핑 이라는 것을 설명하기 전에 알고가자 진성반도체(Intrinsic semiconductor) 라는 것은 도핑이 안 된 반..

반도체(2) 에너지 밴드 모델 (Energy band model)

에너지 밴드 모델 ( Energy band model) 왜 나왔느냐? 어떻게 반도체가 전기가 흐를 때가 있고 흐르지 않을 때가 있는지 이해하려고 나왔다. 전자들은 존재할 수 있는 state, 에너지 준위가 있다. 각 state에는 오직 전자 1개만 존재할 수 있다 (파울리 배타 원리) 정성적으로 이해하자면 저렇게 다수의 원자들이 접근하게 되면 전자들은 같은 에너지 상태를 가질 수 없어서 자꾸 저렇게 분할되어가지고 결국 띠를 만들게 된다는 것이다. 원자간 거리가 가까워지면서 state가 저기 오른쪽 그림과 같이 에너지 준위의 집합 -> 밴드형성 이렇게 표현되는데 EC : conduction band의 최저에너지, EV : valence band의 최대에너지 저기 맨 오른쪽 그림을 보면 전자의 에너지를 기준..

반도체(1) Si (실리콘) 과 전자 정공

사실 반도체라는 것은 일종의 스위치다. Voltage-Controlled Current Source 전기가 흐르기도 하고 흐르지 않기도 하고 이러한 2가지 특징을 가진다. 이렇기에 반도체 산업은 부흥할 수 밖에 없다. 우리 모든 세상에 컴퓨터가 존재하는데, 그 컴퓨터는 트랜지스터의 집합이라고 볼 수 있고 그 트랜지스터는 반도체가 재료가 된다. 전기가 통하면 1 , 흐르지 않으면 0 이것이 세상을 바꿨다. 실리콘은 Diamond 결정구조를 가지고 있다. 4족원소로 4개의 인접원자와 공유결합을 하며 **격자상수(lattice point) 는 5.43 Å **원자밀도는 5 ⅹ 1022 atoms/cm3 실리콘의 결정 구조를 표현할 때 밀러 인덱스( Miler index) 라고 쓰는데 격자면을 표시하기 위한 방..

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