접합 다이오드 특성 결과보고서

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목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 순서
4. Discussion

본문내용

【1. 실험 목적】
반도체의 기본 소자인 Junction Diode(접합 다이오드)의 전압·전류 특성을 실험적으로 측정하고 원리를 이해한다.

그림 .1 pn 접합 다이오드

【2. 관련 이론】
다이오드는 실리콘과 게르마늄의 진성 반도체에 불순물을 첨가하여(Doping) 그림 1.1과 같이 p형 반도체와 n형 반도체를 만든 후, 확산 공정에 의해 접합한 것으로 pn 접합다이오드라 한다. 3족의 알루미늄(AI)이 도핑 된, p형 부분에는 hole이 캐리어로 사용되는 애노드(Anode), 5족의 안티몬(Sb)이 도핑 된, n형 부분에는 전자가 캐리어로 사용되는 캐소드의(Cathode) 2개 전극이 있다. 여기서 p형 부분과 n형 부분이 접속되어 있는 면을 접합면이라 한다.

⓵ 평형상태
평형상태에서 pn접합은 그림 1.2와 같이 p형 부분의 정공은 n형 쪽으로, n형 부분의 전자는 p형 쪽으로 이동한다. 이 상태는 물 속에 농도가 높은 잉크(ink)를 떨어뜨렸을 때 잉크가 서서히 물 전체에 퍼져나가는 형상과 비슷하다. 이와 같은 현상을 확산(Diffusion)이라 한다. 이때 접합면 부근에서 확산된 정공과 전자는 서로 결합(recombination)하여 공유결합에 기여한다.

그림 1. pn 접합의 캐리어

그 결과 그림 1-3과 같이 접합면의 p형 부분에는 부의 전하가, n형 부분에는 정의 전하가 나타난다. 이 전하에 의한 전위차를 전위 장벽(potential barrier)이라 하며, 이 전위장벽으로 캐리어의 이동이 제한된다. 동시에 접합면 부근에 전하의 이동이 불가능한 캐리어의 부족 공간이 생기는데, 이것을 공핍층(depletion layer)이라고 한다.

그림 1. 전위 장벽과 공핍층

⓶ pn 접합에 역방향 전압을 가했을 때
그림 1.4와 같이 p형 부분에 부(-)전압, n형 부분에 정(+)전압을 가하면, p형 부분의 정공은 음극(-극)에 n형 부분의 전자는 정공(+극)에 끌려간다. 그 결과, 전위 장벽은 높아지고, 공핍층의 폭도 넓어진다. 따라서 캐리어의 이동이 정지되어 전류가 흐르지 않는다.

참고 자료

없음