분류 전체보기31 반도체 소자(3)- MS junction 이전 글 pn diode에 이어서 설명할 내용은 MS junction입니다.Junction에는 크게 두 가지 종류가 있는데요, 바로 homo junction과 hetero junction입니다. Homo junction은 동종, 같은 물질을 접합하는 것으로 pn junction이 대표적인 예시입니다. Hetero junction은 반대로 서로 다른 물질을 접합하는 것으로, 오늘 설명할 내용인 MS junction이 바로 이 hetero junction에 해당합니다.MS junction은 Metal-Semiconductor의 접합입니다. MS junction에 대해 본격적으로 설명하기에 앞서서, MS junction는 크게 두 가지로 분류할 수 있는데요, 첫 번째는 rectifying Schottky di.. 2024. 12. 12. 반도체 소자(2)- pn diode 지난 pn juncton 글에서는 thermal equilibrium, reverse-bias 하에서의 pn junction의 특성을 확인하였습니다. 이번 글에서는 forward-bias 하에서의 pn junction에 대해 주로 이야기하고, pn junction의 I-V 특성에 대해 다뤄보겠습니다.아래 그림과 같이, forward bias가 인가되면 pn junction에 존재하는 built-in potential, 내부 전위 장벽의 높이가 낮아집니다. 그렇게되면 각 영역의 majority carrier에 해당하는 carrier들이 diffusion에 의해 반대 영역으로 이동하게 됩니다. 이렇게 반대 영역에 excess carrier를 형성하게 되고 이 carrier들은 반대 영역에서 minority .. 2024. 12. 10. 반도체 소자(1)- pn junction 이번 글에서는 p형 반도체와 n형 반도체를 서로 접촉시킨 pn junction에 대해 설명하겠습니다.대부분의 반도체 소자는 n형 및 p형 반도체 영역 사이에 적어도 하나 이상의 junction (접합)을 포함하고 있습니다. 따라서 반도체 소자의 특성은 pn 접합의 특성과 밀접하게 연관되어 있습니다. 위의 그림에서 먼저 접합 전의 모습을 살펴보겠습니다. 이전의 반도체 기초 내용에 대해 설명한 것과 같이 EF는 p형 반도체에서는 EV에 가까이, n형 반도체에서는 EC에 가까이 위치해 있습니다. 그리고 EF와 EV 혹은 EF와 EC 간의 에너지 차이를 통해 캐리어의 농도를 정의할 수 있었습니다. 하지만 만약 두 반도체가 접합을 이루게 된다면, 두 번째 그림과 같은 에너지 밴드가 나타나게 됩니다. 먼저 열적 .. 2024. 12. 6. 반도체 기초(4)- semiconductor in nonequilibrium 지금까지는 평형상태의 반도체에 대해 공부하였지만 이번 글에서는 비평형(nonequilibrium)상태의 반도체에 대해 알아보겠습니다.앞선 반도체 기초(2) 글에서 설명했지만, 평형상태에서도 CB와 VB 사이에서 전자와 정공은 끊임없이 generation과 recombination을 반복합니다. 이때 generation은 전자와 정공이 생성되는 과정, recombination은 전자와 정공들이 소멸되는 과정입니다. 하지만 이과정들이 균형을 이루고 있기 때문에 전자와 정공의 수는 변하지 않고 유지됩니다.위의 그림은 direct recombination, direct generation을 나타내는 것으로, 이외에도 다양한 종류의 recombination과 generation이 존재합니다. Recombinati.. 2024. 12. 2. 반도체 기초(3)- carrier transport in semiconductor 반도체에 전기장이 인가된다면 전자와 정공은 힘을 받고 이동하게 되고, 이렇게 전기장에 의해 발생된 net movement를 drift라고 합니다. 전하들의 net drift는 drift current를 발생시킵니다. Volume charge density (ρ)를 갖는 전하가 average drift velocity (vd)로 이동할 때의 drift current density는 다음과 같습니다.Jdrf = ρvd따라서 전자와 정공에 의한 drift current density는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.Drift current density due to electrons: Jn|drf = (-en)vdn = (-en)(- μnE) #전자는 전기장과 반대의 방향으로 이동함Drift curr.. 2024. 11. 26. 반도체 기초(2)- silicon at thermal equilibrium 반도체 이론에서 궁극적으로 중요한 것은 반도체 소자의 전류-전압 특성을 설명하는 것입니다. 이때 전류는 전하의 흐름에 의한 것으로 이를 이해하기 위해서는 반도체의 전도에 참여하는 전자와 정공의 concentration을 알아야 합니다. 이때 캐리어의 concentration은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.캐리어의 농도=∫[허용된 에너지 상태(state)의 밀도 × 에너지 상태를 채울 확률]dE파울리 배타원리에 의하면 하나의 전자만이 하나의 양자 상태를 차지할 수 있기 때문에 양자 상태의 수가 많으면 이는 곧 전자의 수가 많음을 나타낼 수 있습니다. 따라서 캐리어의 농도는 허용 에너지 상태들을 나타내는 에너지 상태 밀도 함수 (energy density of states function, g(E) [c.. 2024. 11. 24. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
