[물리실험보고서]전기저항(옴의법칙)

소개글

[물리실험보고서]전기저항(옴의법칙)

목차

1. 이론
2. 실험
3. 토의 및 분석
4. 실험 후기

본문내용

2) 다이오드 특성
Ge(게르마늄)과 Si(실리콘)은 4족 원소로서 이들 원소의 각 원자는 이웃 4원자의 4개의 전자를 공유하는 결정상태에 있다. 이들 전자는 결합력이 강해 순수한 Ge나 Si의 결정은 아주 큰 저항을 갖고 있다. 이 결정에 불순물이 들어가면 일반적으로 저항이 감소한다. 특히 P(인)이나 기타 5족 원소의 미량을 순수한Ge의 용융상태에 첨가시켜 천천히 냉각시키면 결정에는 P원자가 산재하게 된다. 정상적인 P의 원자는 5개의 원자가 전자를 가지고 있으며, 이중 4개만 결정 구성에 쓰이고 1개의 여분의 전자가 남게 되어 결정에 전위를 걸어 주면 비교적 자유로이 이동하게 된다. 그리하여 그 결정은 도체가 되며 첨가된 불순물은 전기저항을 상당히 감소시키는 역할을 하고 있다. 결정 내의 P원자는 각각 1개의 전자를 잃어 양이온이 된다. 이들 P원자는 결정에 얽매어 있기 때문에 전류로서 나타내지 못한다. 이와 같이 5족의 불순물이 첨가된 반도체를 n형 반도체라 하며 이러한 결정에서 전류는 음전하의 이동으로 구성된다. 이와 반면에 Ga(갈륨)과 같은 3족 원소를 첨가하여 만들어진 결정은 전기적으로 아주 다른 특성을 갖게 될 것이다. 4족 원소는 3개의 원자가 전자를 소유하고 있기 때문에 결정 내에 속박된 Ga원자는 이웃 4개의 Ge의 원자 중 3개만 결합하고 1개의 결합수는 비어 있게 되어 결정 격자에 hole이라는 것을 형성한다. 이와 같은 반도체를 P형 반도체라 한다. 이와 같은 n-형 반도체와 p-형 반도체를 접합시켜 놓은 것이 반도체 다이오드 이다.
p-n 접합형 다이오드의 동작원리는 다음과 같다. 전압E를 걸어줄 때, p쪽에 (+)를 n쪽에(-)전압을 걸어주는 경우를 순 바이어스 전압을 건다고 하고, 이 때 p층 내부영역의 hole은 n쪽으로, n층 내부의 전자는 p쪽으로 이동하고 외부 회로에는 순방향 전류 IA 가 흐른다.

참고 자료

일반물리학 실험 / 최석호 및 7인 공저 / 형설출판사
일반물리학 / 이영재 외 9인 / 형설출판사