다이오드(Diode)

소개

다이오드(Diode) 기초 지식과 심화 자료

목차

1. 접합 다이오드
1.1 두 반도체 영역의 만남
1.1.1 열평형 상태에서의 Fermi 에너지
5.1.2 에너지 띠 그림의 이해
1.2 열평형 상태의 pn접합
1.2.1 step junction
2.실리콘과 게르마늄 반도체의 다이어그램
3.전자 대 정공의 흐름
4.이상적인 다이오드 특성
5.실제적인 다이오드의 모델
6.다이오드의 순방향과 역방향 바이어스 특성
7.Zerner 영역
8.실리콘 다이오드와 게르마늄 다이오드
9.다이오드의 등가회로
10.다이오드의 종류

본문내용

열평형 상태에 있는 반도체 접합에서 Fermi 에너지 준위의 성질을 알아보기 위하여 그림 1의 구조에 대하여 생각하기로 하자.
두 개의 시스템이 서로 멀리 떨어져 있어서 서로 영향을 미치지 않고 본래의 독립적인 상태를 유지하는 경우에는 각각의 전자 분포, 즉Fermi 준위는 앞 장에서 설명한 그대로의 값을 갖는다. 이제 이 두 개의 시스템을 결합시켜서 하나의 접합을 구성한다. 여기에서 `접합`이란 단순한 `접촉`과는 달리 성질이 서로 다른 반도체 영역이 만나는 경계면에서도 본래의 단결정 형태 격자 구조를 유지하여서, 서로 입자를 교환할 수 있는 하나의 시스템을 이루는 것을 의미한다. 따라서 접합이 형성되는 부분에서 전자의 이동이 있게 되어, 이 이동의 결과로 양쪽 시스템의 열적 에너지의 값이 같아지면, 전자의 순수 이동 성분이 없어지게 되고 이 새로운 시스템은 열평형 상태에 도달하게 된다. 즉, 열평형 상태란 캐리어의 이동이 그친 상태가 아니고 단위 시간당 시스템 에서 시스템 I로 넘어가는 전자의 양과 시스템 에서 시간당 시스템 에서 시스템 I로 넘어가는 전자의 양과 시스템 에서 시스템 로 넘어오는 전자의 양이 같음을 의미한다.
이제 열평형 상태에서 의 성질을 알아보기로 한다. 이를 위하여 전자의 존재가 허용되는 에너지 자리(allowed energy state)의 밀도를 라고 하고, 그 중에서 전자로 채워져 있는 자리의 수를 , 아직 전자로 채워져 있지 않고 비어 있는 자리의 수를 라고 정의한다. 시스템 로부터 로 향한 전자 흐름의 크기는 시스템 의 전자의농도 와 시스템 의 비어있는 자리 에 독립적으로 비례하게 된다. 마찬가지로 시스템 로부터 시스템 로 넘어가는 전자의 경우에도 그 흐름의 크기는 와 에 비례한다. 이 두 가지 성분을 나타내는 식의 비례 상수는 서로 같을 수밖에 없으며. 따라서

의 관계가 성립한다.

이제 를 대입하여 위 식을 다시 쓰면

가 된다. 따라서 다음 관계가 성립되어야 한다.

참고자료

· 반도체 소자의 이해 -대영사
· 전자 회로 -북두