반응형 전체 글53 반도체 전기전도도·비저항 계산은 어떻게 할까? 드리프트 전류와 옴의 법칙 (5.1.3) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.같은 전압을 걸었는데 반도체마다 전류가 다른 이유는 무엇일까요? 전기전도도와 비저항을 알면 실제 저항까지 바로 구할 수 있을까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 5.1.3절을 참고해 드리프트 전류밀도, 전기전도도, 비저항과 저항을 순서대로 연결합니다.먼저 답하면: 약한 전계에서 전자와 정공이 만드는 드리프트 전류는 더해집니다. 따라서 전기전도도는 σ=q(nμn+pμp), 비저항은 ρ=1/σ입니다. 균일한 막대의 저항은 여기에 길이 L과 단면적 A를 반영한 R=ρL/A입니다.1. 전류밀도는 전하·농도·드리프트 속도로 결정됩니다한 종류 캐리어가 만드는 전류밀도는 단위 부피 안의 캐리어 수 N, 각 캐리어의 전하 Q, 방향을 포함한 평균 드리프트 속도.. 2026. 10. 23. 반도체 이동도는 무엇으로 결정될까? 산란·드리프트 속도·속도 포화 (5.1.2) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.전계가 전자와 정공을 계속 밀어 준다면 왜 끝없이 빨라지지 않을까요? 이동도가 큰 반도체는 강한 전계에서도 언제나 더 빠를까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 5.1.2절을 참고해 드리프트 전류가 유지되는 이유, 이동도의 유도, 전계에서 얻는 에너지, 속도 포화와 과열 캐리어를 차례대로 설명합니다.먼저 답하면: 약한 전계에서는 캐리어의 평균 드리프트 속도가 전계에 비례합니다. 그 비례상수인 이동도는 단순한 완화시간 모형에서 μ=qτ/m*입니다. 운동량을 잃기까지의 시간이 길고 유효질량이 작을수록 이동하기 쉽습니다. 강한 전계에서는 산란과 에너지 교환이 달라져 이 선형식을 계속 적용할 수 없고, 속도 포화나 일부 재료의 속도 감소도 나타납니다.1... 2026. 10. 22. 드리프트 전류 방향은 왜 전자 이동과 반대일까? 전계·정공·부호 정리 (5.1.1) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.전자는 전계와 반대로 움직이는데, 전자가 만드는 전류는 왜 전계와 같은 방향일까요? 정공까지 함께 움직이면 두 전류가 서로 상쇄될까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 5.1.1절을 참고해 전계에 의한 드리프트, 에너지 대역도, 전자·정공의 힘·속도·유동밀도·전류 방향을 차례대로 설명합니다.먼저 답하면: 전류는 입자의 이동 방향에 전하의 부호를 함께 반영합니다. 전자는 음전하 −q이므로 전계와 반대로 이동해도 전자 드리프트 전류는 전계와 같은 방향입니다. 양전하 +q인 정공은 이동도 전류도 전계와 같은 방향입니다. 따라서 두 드리프트 전류는 같은 방향으로 더해집니다.1. 전계는 전자와 정공을 서로 반대로 밀어 줍니다전위차에 의해 반도체 안에 전계 .. 2026. 10. 21. 열평형에서 페르미 준위는 왜 일정할까? 밴드 휘어짐과 내부 전기장 (4.7) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.도핑 농도가 위치마다 다른 반도체에서도 페르미 준위는 한 줄로 그릴까요? 전류가 0이라면 내부 전기장과 밴드의 기울기도 모두 0이어야 할까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 4.7절을 참고해 열평형의 기준, 점유확률의 유도, 에너지 대역도에서 농도·전위·전기장을 읽는 방법을 설명합니다.먼저 답하면: 서로 전자를 교환할 수 있는 반도체가 같은 온도에서 열평형에 있으면 EF(x)는 일정합니다. 그러나 EC(x)·EV(x)·Ei(x)는 위치에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 전자·정공 농도도 공간적으로 달라지고, 내부 전기장이 존재하면서 순전류가 0인 상태도 가능합니다.1. 열평형 농도는 무엇으로 결정될까요?아래첨자 0은 열평형 상태를 뜻합니다. n.. 2026. 10. 20. 도핑 농도가 커지면 페르미 준위는 어디로 갈까? n형·p형 계산과 농도비 (4.6) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.도핑 농도를 바꾸면 페르미 준위는 얼마나 움직일까요? 전자 농도가 20배 늘어나려면 에너지도 20배 커져야 할까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 4.6절을 참고해 n형·p형의 페르미 준위, 농도비, 표의 의미와 예제 4-4를 차례대로 설명합니다.먼저 답하면: 같은 재료·온도에서 볼츠만 근사가 유효하면 페르미 준위 차이는 캐리어 농도비의 자연로그에 비례합니다. n형에서 전자가 많아지면 EF가 Ei보다 높아지고, p형에서 정공이 많아지면 낮아집니다. 전자 농도 약 20배 차이는 약 3kT의 에너지 차이에 해당합니다.1. 캐리어 농도와 에너지의 기준을 연결합니다아래첨자 0은 열평형, n과 p는 전자·정공 농도, ni는 진성 캐리어 농도입니다. EC와.. 2026. 10. 19. 반도체 캐리어 농도는 온도에 따라 왜 달라질까? 동결·외인성·진성 구간 (4.5.3) 안녕하세요! 반도체 자세하게 알려주는 "띵주"입니다.같은 양을 도핑한 반도체인데, 온도를 올리면 전자와 정공 농도가 계속 늘어날까요? 중간에 평평한 구간이 생기는 이유는 무엇일까요?이 글은 김동명 교수님의 『반도체공학』 4.5.3절을 참고해 불순물의 이온화, 네 온도 구간, 그래프와 예제 4-3을 차례대로 설명합니다.먼저 답하면: 낮은 온도에서는 불순물이 충분히 이온화되지 않아 이동 캐리어가 적습니다. 이온화가 진행되면 다수 농도가 증가하고, 완전 이온화와 ni≪유효 도핑 농도가 함께 성립하는 외인성 구간에서는 거의 일정합니다. 더 높은 온도에서는 열적으로 생성된 전자·정공 쌍이 우세해져 두 농도가 ni에 가까워집니다.1. 온도에 따라 바뀌는 두 성분부터 구분합니다도핑하지 않은 순수 반도체의 고유 농도 .. 2026. 10. 18. 이전 1 2 3 4 ··· 9 다음 반응형
