재료공학실험

a. pn접합의 생성 P형과 N형 실리콘을 서로 결합하면 접합 다이오드가 만들어진다. 이 반도체 소자는 독특한 특성, 즉 전류를 한쪽 방향으로만 통과시키는 능력이 있다. P형쪽에 전지의 양극을, N형쪽에 전지의 음극을 연결하면 전류가 흐르며, 이와 같이 전압을 인가하는 것을 순방향 바이어스라 한다. 전자와 정공은 PN접합을 향하여 확산되며 그 곳에서 재결합하여 중성 전하가 되고, 이 때 소모되는 전자와 정공은 전지로부터 공급된다. 전하들의 이러한 운동은 다이오드를 통해 큰 순방향 전류가 흐르도록 하므로 다이오드는 낮은 순방향 저항이 있다고 말한다. 역방향 바이어스 접속일때, 전지의 양극은 N형 실리콘 내의 자유 전자를, 음극은 P형 실리콘 내의 정공을 끌어당기므로 접합부에서 자유 전자와 정공의 결합은 존재하지 않는다. 그러므로 다수캐리어에 의한 전류는 흐르지 않게 된다. 이러한 역바이어스 접속에서는 소수 캐리어에 의한 미소한 전류(N형 내의 정공, P형 내의 전자에 의한 전류)만이 다이오드에 흐른다. 이 전류는 수 ㎂정도이다. 역방향 바이어스의 결과로 다이오드는 높은 역방향 저항이 있다.