쿠크다스 멜랑쥬

[7.4 Junction Breakdown] 요 내용은 8장 PN 접합에서의 전류를 배우고 나서 다시 할 예정이다. 간단하게 말하면 PN 접합에서 역전압을 걸어주었을때 전류가 통하는 상황을 의미하며 1.(Zener)고농도 도핑으로 인해 터널링효과를 유도하거나 2.(Avalanche)과도한 전압을 걸어주었을때 공핍영역을 건너 전류가 흐르게 된다. 농도가 높을때는 Zener dominant, 그 이하 농도에서는 Avalanche dominant하다. [*7.5 Non-uniformly Doped Junction] 이전까지는 PN 접합의 가정으로 1.uniformly doped 2.step junction 을 적용하였다. 하지만 현실에서 반도체를 가정한것 처럼 만들기는 쉽지 않다. 이번 단원에서는 기존 가정이..

6.2 과잉 캐리어들의 특성 (CHARACTERISTICS OF EXCESS CARRIERS) 과잉캐리어들로 캐리어 농도의 변화가 이뤄지는 것도 알았고, 이들의 생성과 재결합에 대해서도 알아보았다. 무엇보다 과잉캐리어들은 서로 독립적이지 않고, 항상 전자와 홀이 쌍으로 이루어져 생성 또는 재결합이 되기 때문에 같은 유효 확산계수와 유효 이동도를 가지게 된다. 그렇다면 이들 과잉캐리어의 확산계수와 이동도는 어떤 특성을 가지는지 알아보고 싶다. 이를 알기 위해서는 우선 연속방정식(continuity equations)과 켤레전하 전송방정식(Ambipolar transport equation)을 알아야 한다. (우리가 다룰 반도체들은 모두 low-injection을 가정한다) 6.2.1 연속방정식 (Conti..

5.2 | CARRIER DIFFUSION 캐리어 확산 이전 글에서는 외력에 의해 carrier가 이동하는 drift(표동)에 대해 배웠는데 이번에는 또다른 carrier 이동 메커니즘인 diffusion(확산)에 대해 배워 볼 것이다. 확산은 입자가 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 과정을 의미한다. 농도 기울기가 형성 되는 곳에는 모두 diffusion이 발생 할 수 있으며 carrier가 확산되어 흐르게 되는 전류를 diffusion current(확산전류) 라고 한다. 5.2.1 Diffusion Current Density 확산전류밀도 지난시간에 표동전류밀도(drift current density)를 구했듯이 이번에도 확산전류밀도(diffusion current density)를 구해볼 것..

이전 단원에서는 반도체가 평형상태에 있을때의 band에서의 전자와 정공의 농도를 알아보았다. 이들은 반도체의 전기적 특성을 결정하며 이를 알기 위해 이러한 전하를 가진 입자(Carrier)들의 이동(Transport)를 알아야 한다. 우리가 배울 이동에는 크게 두가지 종류가 있다 - 표동(Drift)와 확산(Diffusion). Drift는 전기장과 같은 외력에 의한 이동이고 Diffusion은 농도 기울기에 의한 이동이다. 이러한 carrier들의 이동은 반도체의 I-V특성을 결정짓기 때문에 매우 중요하다. 이 단원에서는 열적 평형상태에 대해서만 논의할 것이다. 비평형상태에서는 다음장에서 다뤄본다. 개인적으로는 표동이라는 단어가 익숙하지 않아 Drift와 Diff이 더 편하다. 5.0 | PREVIEW..

4.5 | CHARGE NEUTRALITY (전하 중립성) 평형상태에서는 중성인 원자만 주입했을 뿐, 우리가 추가적인 정공이나 전자를 넣어주지 않았기 때문에 전기적으로는 중성을 띈다. 물론 미시적으로 보자면 순간순간 에너지 상태에 따라 전자와 정공이 생성되지만 거시적으로 보았을 때는 중성을 말하는 것이다. 이러한 전하 중립조건은 열적 평형상태에서 전자와 정공의 농도를 도핑농도에 대한 함수로 표현(f(N))하는데 사용된다. 4.5.1 Compensated Semiconductors (보상 반도체) 보상 반도체는 같은 영역 내에 donor와 acceptor 원자가 동시에 존재하는 반도체이다(compenstated: 보상된, 보정한). n-type 반도체에 acceptor atom를 도핑하거나 반대로 p-ty..

4.0 | PREVIEW In this chapter, we will: ■ Derive the thermal-equilibrium concentrations of electrons and holes in a semiconductor as a function of the Fermi energy level. ■ Discuss the process by which the properties of a semiconductor material can be favorably altered by adding specific impurity atoms to the semiconductor. ■ Determine the thermal-equilibrium concentrations of electrons and hole..

3.2 | ELECTRICAL CONDUCTION IN SOLIDS 우리는 기본적으로 반도체 물질에서의 전류-전압특성을 알아보는 것이 목표이다. 따라서 이전 강의에서 배웠던 Band theory를 사용하여 전자의 움직임 부터 알아볼 것이다. 3.2.1 The Energy Band and the Bond Model T=0K 인 상황에서는 모든 입자가 안정한 상태로 존재하지만 우리가 사는 세상은 그렇지 않다. 온도가 존재한다는 것은 그만큼의 에너지가 존재한다는 것이기 때문에 입자들은 다양한 에너지 상태를 가지고 있다. 비슷한 예시로 맥스웰-볼츠만 분포를 생각해보자. 일반적으로 특정 온도에서 입자들은 위와 같은 속도분포를 가진다. 입자의 속도는 곧 운동에너지이므로 X축을 에너지라 보아도 무방하다. 전자도 마찬..

Chapter 3. Introduction to the Quantum Theory of Solids (at Single crystal) -Describe forbidden electron energy bands(금지대), conduction and valence energy bands(전도대, 가전자대) -E-k diagram(에너지-모멘텀), Direct gap, Indirect gap -effective mass of electron & hole (유효질량) -DOS(Density Of States,상태밀도) -Fermi-Dirac 확률 함수 3.1 | ALLOWED AND FORBIDDEN ENERGY BANDS 지난 시간에 1전자 원자(H atom)에서 전자의 에너지는 이산적으로 분포(양자화)한다..