노는 게 제일 좋아

역 바이어스랑 정 바이어스에서 전류, 전압을 배웠으니 추가 설명을 해보려한다 우리는 앞에서 다이오드 전류를 구할 때 공핍영역(=공간 전하 영역,space-charge region) 에서 캐리어들의 재결합 또는 생성이 없다는 것을 가정 하에 구했다. **실제로는 공핍영역 내에서 순 캐리어 재결합 또는 순 캐리어 생성이 존재하고 이들은 전류에 기여할 수 있다. 그럼 실제로는 전류가 공핍영역으로부터 영향을 받는다는 것이다. 우선 식을 볼까 공간 전하 영역에서의 재결합률 : 공핍층에서 단위 면적당 재결합률은 **식을 외울필요는 없다. shockley boundary condition을 적용하면 위의 식이 나온다. 재결합률이 최대가 되는 점을 구하고, 이 최대값에 공핍층의 폭을 곱해서 근사적으로 구하는 방법을 적..

이번엔 정 바이어스, Forward bias에 대해서 알아보자 내용은 이게 좀 더 많다.. 정신줄 잡고 들어가보자 정 바이어스(Forward Bias) : 정 바이어스 전압 V는 장벽 높이 (barrier height)를 감소 시킨다. (ϕbi – V ) 평형상태에 존재하던 확산과 드리프트 간의 평형을 깨트리고, 전자와 정공이 축소된 장벽을 넘어 확산된다.(Majority carrier diffusion) 그림을 보면서 이해하고 저기 페르미 레벨도 2개로 박살난 것을 보자 ?? 페르미 레벨은 하나라 그런 것 같은데 왜 박살났냐고?? **Thermal Equilibrium이 아니라서 나누어졌고 그래도 유사 평형상태를 반도체 작동시간보다 짧은 시간 내에 도달해서 2개를 가지게 된다. 정 바이어스 상태에서 캐..

바이어스는 외부에서 전압을 인가했다고 보면 된다. 먼저 역 바이어스(Reverse bias)부터 알아보자 역방향 바이어스 : P영역과 비교하여 N 영역에 양의 전압이 가해진 경우. 이 때의 에너지 밴드 다이어그램을 살펴보자. 옴의 법칙에 의해서, 인가된 역 바이어스 전압은 모두 공핍층에 걸리게 된다. 따라서, 전위 장벽(potential barrier)는 qϕbi 에서 qϕbi + qVr 으로 증가함. ** 모든 전압이 공핍층에 걸리는 이유는 공핍층에는 캐리어가 거의 없음 -> 전압은 저항이 가장 큰 곳에 걸림 -> 그래서 공핍층에 다 걸림 그림을 보고 생각해보면 전자는 P에서 N으로의 drift current, 정공은 N에서 P로의 drift current가 흐를 환경이 만들어짐. 하지만, 소수 캐리어..

이번엔 공핍층에 대해서 더 알아볼 건데 공핍층이란 개념을 제대로 알고가야 나중에 더 공부할 때 고생 안한다 그러는데 그럼 공부 해야지 ㅎㅎ 해보자 공핍층에서의 전계와 전위를 알아보자 그러려면 우선 전하 밀도 분포를 보자 공핍층에서의 전하 밀도는 도펀트 이온의 전하 밀도 값을 가지며, 공핍층을 제외한 모든 곳의 전하밀도는 0이다. 그것을 표현한 그림이다. 또한 ** 그림을 보면 항상 공핍층이 P타입으로 길거나 N타입으로 긴데 이는 뒤에서 설명하겠다. (의문을 가져야 한다.. 우선 학생은 그래야 한다... 나도 그래야지) 이제 전계 분포를 알아보면? 전계 분포는 포아송 방정식을 적용하여 전기장 형태를 알아낼 수 있다. // 그래서 외우라 했다 ㅎㅎ ?? 전계를 알 수 있으면 포아송 방정식으로 전위도 알 수 ..

반도체에 관한 정말 기본적인 지식은 알았으니까.. 이제 정말 응용으로 가보자 PN juntion이다. PN 접합이라고도 부른다 PN 접합 ?? 뭔지부터 알아보자 구조적으로 P-type 과 N-type 반도체를 붙혀놓은 건데 특징으로는 정류성(rectifying)의 전류-전압 특성을 갖는다. // 정류성이란 한쪽으로만 흐른다. 방향이 정해져있다라는 뜻 PN 접합 소자를 정류기(rectifier) 혹은 다이오드(diode)라고 부르기도한다. **저기 diode symbol은 고등학교 때 물리보면 많이 나오지? 꼭 알아두자 ㅎ ** bias에 따라 I의 식이 있는데 꼭 알아두고 원래 Reverse 그림 더 그려야하는데.. 나중 글에서 알아보자 PN 접합은 태양전지, 발광 다이오드(LED), 다이오드 레이저의 ..

오늘은 논리 연산자 우선순위를 알아볼 것인데요. 또 코딩을 하나 할 것입니다. 합성논리연산 식을 넣었을 때 연산 결과가 바로 나오는 식 ++ 3가지 변수만 해놨고 더 하고싶으면 더 수정해서 하면 된다. 을 근데 이거 만드는데 1시간 넘게걸림... 오타를 못찾아서.. ㅠㅠㅠㅠㅠ C언어 가장 힘들 때가 오타 너무 라인이 길어져서 오타가 어딨는지 모르겠는거... 이거 만들면서 객체지향 너무 하고싶었어 ㅠㅠ 연산자 우선순위표를 쓰는 이유를? 알아보려고 합니다. 1. 합성 명제에 대해서 진리표 작성하려면 우선 순위 결정 2. 괄호는 가독성 떨어짐 3. 연산자 우선순위표 사용하면 가독성 올라감 다 각설하고 바로 본론으로 들어갑시다. 논리 연산자들의 순위는 전에도 봤지만 연산자 우선순위표를 미리 만들어봤습니다. 왼쪽..

앞에서 열적 평형에서 배웠지만 우리가 쓰는 반도체는 외부에서 전기장을 가해주기 때문에 외부에서 전기장을 가했을 때를 배워야한다. 짧고 빠르게 배우자 Quasi-Equilibrium and Quasi-Fermi Level 과잉 캐리어가 존재할 경우에는, 평형상태가 깨져 있음을 의미한다. (np > ni^2) 이 경우에는 재결합과정을 통해서 다시 평형상태로 돌아가기는 한다 그렇지만 오랜 시간이 걸린다. (~1 us) **?? 저 시간이 오래걸리는거냐고? 우리가 쓰는 반도체는 logic, memory에 쓰이는 반도체가 있는데 얘네들은 동작 속도가 1ns~1ms이다. 그니까 상대적으로 오래걸리는 거지. **다행히도 전자와 정공 사이의 평형은 깨져 있더라도, 그들 자신끼리 빠르게 평형상태로 돌아갈 수 있다. 고속..

전자 정공 쌍으로 생성되면서 항상 궁금했을 것 같은데 정공과 전자가 다시 재결합하는 것을 알아보자 먼저 용어설명부터 하자면 재결합(recombination) : 전자와 정공이 서로 만나서 사라지는 과정. Electron-Hole Recombination 평형상태 캐리어 농도 : 전자와 정공의 농도는 thermal equilibrium 상태에서의 즉 n0, p0 으로 평형 상태의 농도라는 것을 알려준다 빛을 비추거나 외부에서의 캐리어 유입이 있는 경우에는 평형상태에서 벗어나게 된다. 평형상태에서 벗어난 캐리어 농도를 과잉 캐리어 농도(excess carrier concentration)이라 한다. n ’와 p ’로 표시한다. 둘이 합치면 이런 식으로 표현된다. 평형상태에서 벗어나게되더라도 전하 중성에 의해..

드리프트, 확산 말고도 다른 전류가 흐르기도 한다. 주가 되는 것은 아니지만 알아야 한다. 먼저 Thermionic Emission(열전자 방출)에 대해 알아보자 Thermionic emission(열전자 방출) : 이종의 반도체 사이에 에너지 장벽(energy barrier)이 있는 경우에 이를 넘어가는 전류성분. **열에 의해서 barrier보다 높은 에너지를 가지는 캐리어는 장벽을 통과할 수 있다. ++높은 에너지를 가지는 전자는 존재 확률은 낮지만 존재함 즉 T(온도)가 높을 수록 전자의 에너지가 많아지고, 그래서 barrier를 넘어갈 수 있다. 식은 외울 필요는 없지만 알고 넘어가자 T 가 중요 변수가 된다. Tunneling이 있다. 말 그대로 터널처럼 산을 넘어가는 것이 아니라 뚫고 가는것..

이제는 정말로 반도체와 직결되는 전류에 대해서 알아볼건데 드리프트와 확산에 의한 전류가 있따. 한 번 알아보자 우선 전류를 알아보기에 앞서서 참고해야할 사항이 있으니 가장 중요한 에너지 밴드 다이어그램과 전압, 전기장의 관계를 알아야한다. 관계를 알려면 전압과 전기장부터 알아야한다. 전압 : 단위 양전하당 전기적 위치 에너지의 차이. 양의 전압은 양 전하의 위치 에 너지를 증가시키고, 음 전하의 위치 에너지를 감소시킨다. **에너지 밴드는 전자를 기준으로 그린 것이기 때문에 양의 전압은 에너지 밴드를 아래쪽으로 낮춘다. 전기장(electric field) 은 이렇게 구한다. ** 전압의 정의를 알아야 구할 수 있다는 말이다. ㅎㅎ 저 식을 해석하자면 Ec의 기울기, Ev의 기울기 Ei의 기울기, 에너지 ..