[공학] 반도체 - PN접합의 정의와 이용분야

P-N 접합
[그림 1]
[그림1]은 분리되어 있는 P형 반도체와 N형 반도체의 내부를 보여주고 있다. P형 반도체 내부에는 무수히 많은 정공이 존재하고 N형 반도체에는 전자가 존재하고 있다.
P형 반도체를 외부에서 보았을 때 전기적으로 중성이다. 왜냐 하면 (+) 성질을 가지는 정공과 (-) 성질을 가지는 이온이 서로 결합되어 있어 전기적으로 중성이 된다.
P형,N형의 (+,-)이온들은 질량이 무겁기 때문에 움직일 수 없으나 전자와 정공은 자유 자재로 움직일 수 있다. 그렇기 때문에 이온자체는 전류를 흐르는데 관여하지 않는다.
P형과 n형 반도체를 붙일 경우 자유 전자와 정공(Hole)을 움직일 수 있다.
자유전자는 정공 쪽으로 정공은 자유전자 쪽으로 움직여서 서로 쉽게 재 결합이 이루어 진다.
만일 반도체 내의 모든 자유 전자와 정공이 결합하면 반송자가 없어지게 된다. 반송자가 없어진다는 것은 전류가 흐르지 못한다는 것을 의미한다. P-N 접합에서 모든 정공과 자유전자가 결합이 되지는 않는다.
그 이유를 살펴보자.
[그림 2]
[그림2]에서 보면 P-N 접합 반도체에서 자유 전자와 정공은…(생략)

①pn 접합면(결정체 결함없이)으로 이루어 진다.

②확산 접합법을 가장 많이 사용한다 .

③방법-P형(N형)물질에 한쪽 방향에서 역방향으로 도너(억셉터)를 진하게 확산시켜 제작한다.

①.순방향 바이어스

②.역방향 바이어스