PN Junction   PN 접합, pn 접합, p-n 접합

(2016-12-17)

pn 접합 다이오드

1. PN 접합

  ㅇ 2개의 상반된 불순물 반도체 결정을 반도체 접합시킨 것 
     - 제 4족 원소(Si,Ge 등)에 제 3족 원소(Al,Ga,In 등)의 첨가 - p형 반도체
     - 제 5족 원소(P,As 등)의 첨가 - n형 반도체

  ㅇ 중성 영역에서의 소수 캐리어 동작이 전기적 성질을 지배함
     - 반도체 다이오드, 트랜지스터 내부 등이 p-n 접합 구조를 갖음


2. p-n 접합 구조

  ㅇ `열평형` 상태

     - 두 (공간전하 전계력 = 다수캐리어 확산력) 간 평형을 이룸
       

     - 에너지밴드 구조
       

     - 공간 전하 밀도 (Space Charge Density)
       
        . 계단접합(Step Junction),균일도핑(Uniform Doping) 가정


3. `바이어스` 상태에 따른 에너지밴드

  ㅇ 영 바이어스
      

  ㅇ 순 바이어스 (확산 우세 = 소수 캐리어 주입 = 확산전류)
     - 전자 확산 : N형에서 P형으로 확산 (소수캐리어)
     - 정공 확산 : P형에서 N형으로 확산 (다수캐리어)
     

  ㅇ 역 바이어스 (공핍층 넓어짐)
     


4. pn 접합 다이오드전류 - 전압(i - v) 특성
 
   


5. p-n 접합 성질 응용

  ㅇ p-n 접합 다이오드 응용 특성
     - 비 선형 정류(rectification) 특성  (☞ 정류기 참조)
     - 전압 가변 커패시터 특성  (☞ 버렉터 참조)
     - 발광 특성  (☞ 발광다이오드 참조)

  ㅇ p-n 접합 커패시턴스 관계 (계단접합,경사접합)
     
     -  m : 농도 경사 계수 (grading coefficient)


[PN 접합] 1. PN 접합 2. PN 접합 전류 3. 전위 장벽
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