ch2. 평형에서의 캐리어 통계

기본적으로 캐리어에 대해서 알아볼 것이다.

이제 n-type과 p-type에 대해

실리콘의 원자개수가 같다면 평형상태에서 전자와 정공의 개수가 같다는 사실을 수식으로 확인해 보자

이는 전자회로1의 다이오드 특성에서 더 자세히 볼 수 있다. 

참고(ni는 순수반도체에서 전자나 정공개수이다)

우리가 전자껍질 즉 state의 경우 Ec에서 밀집도가 더 높다

이를 양자역학을 통해 나타낸 식이다. 이 수식을 잘 기억해두자.

mo값은 참고로 물리학에서 배운 진공상태에서 전기장이 있을때 전자의 무게이다.

위 표는 책마다 약간씩 다르게 써있다. 즉 이 식을 통해 DOS를 도출하는 식을 쓸 수 있으면 된다.

이번에는 Ei가 순수 반도체의 F(E)가 1/2인 지점이라 할때, 도핑농도를 올림에 따른 F(E)가 1/2인 지점인

E(F)의 위치에 대해 볼 것이다.

아래 그림은 순수 반도체가 300K지점에서의 전자의 분포와 정공의 분포를 본 것이다.

아래 그림은 n-type, p-type의 경우 전자와 정공분포를 본 것이다.

이를 위 그림과 비교하여 확인하면 좋다.

아래와 같은 그림을 형성할 수 있다. extrinsic도 np = ni^2의 형태를 가지게 된다.

새로운 표현을 하나더 배워보자

이제 정확안 Ei위치와 Ef위치를 찾아보자

즉 반도체는온도에 의존성이 높기때문에 온도가 매우 높아지면 Ev에 있던 전자들이 Ec로 많이 이동하기 때문에

intrinsic의 형태가 되는 것을 알 수 있다.