반도체에 관한 문서

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반도체에 관련된 기본 개념글..

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물질을 분류하는데는 여러 가지 방법이 있는데 거기에는 유기물과 무기물, 또는 고체와 액체 그리고 기체 등으로 분류하며 다른 방법으로는 모든 물질에 전기적인 저항특성과 관련하여 도체(구리, 철, 알루미늄 같은 금속 물질)와 절연체(나무, 플라스틱 같은 물질)로 분류할 수 있다.
반도체란 고체화 되어있는 도체(conductor)와 절연체(insulator)가 가지는 저항값의 중간정도크기의 저항값을 갖는 고체로서 주로 물질 중앙의 원자핵을 중심으로 최외각에 존재하는 가전자가 4개씩으로 8개의 전자가 서로 공유결합을 하고 있는 Si와 Ge가 사용된다. 이중 높은 온도 및 역 전압에 대한 특성이 안정적인 Si를 주로 사용하고 있다.
Si와 Ge을 유용한 반도체 재료로 사용하기 위해서는 정제된 반도체의 순도가 99.99999999[%] 이상으로 불순물이 정제되어야 한다. 이러한 반도체를 순수 반도체(진성 반도체)라고 하며, 이러한 상태에서는 도전율이 낮은 상태(고저항)이므로 도전율을 높이기(저저항 상태)위해 불순물을 첨가(도핑:doping)해야 한다. 첨가하는 불순물에 따라 p형 반도체와 n형 반도체로 구분되어 지며 p형 반도체는 Si나 Ge에 3가의 원소(B, Ga, In)를 첨가하므로써 공유결합 상태에서 전자가 한 개 모자라는 상태(acceptor 원자), 즉 전자를 받을 수 있는 상태로, 정공이 존재하고 이 정공이 다수캐리어가 되는 반도체이다. n형 반도체는 Si나 Ge에 5가의 원소(Sb, P, As)를 첨가함으로써 공유결합상태에서 전자가 한 개 남는 상태(doner 원자)가 되어 전자를 제공할 수 있는 상태로 다수캐리어가 전자인 반도체이다.
반도체의 특징으로는 전기저항의 온도계수가 음(-)으로서 온도가 올라갈 때 저항 값이 감소하는 부 온도계수 특성을 가지며, 또한 반도체 내부에 첨가되는 불순물의 양이나 첨가 물질의 결정 상태에 따라 저항 값이 크게 변한다.

참고자료

· 없음