해피레포트 - [전자공학] 다이오드와 응용 4

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제2장 다이오드와 응용 2-1 반도체의 원자 구조 ⊙전자 각과 궤도 원자는 중심에 원자의 핵 그리고 주위에는 전자가 선회하고 있다. 원자의 핵은 양전하를 띠고 있는 양성자(proton)와 전기를 띠지 않는 중성자(neutron)으로 구성되어 있으면 이들의 질량은 거의 같다. 핵 주위를 선회하는 전자는 음전기를 띠고 있으며, 핵 속의 양성자와 수가 같기에 원자의 총 전하는 0으로 중성이다. 물질의 성질을 나타내는 것은 대부분 가장 바깥쪽궤도의 전자(가전자)에 의해서이며 이 전자는 원자에서 가장 높은 에너지 준위를 나타내며 다른 원자와 결합하여 화학적 변화를 일으키는 역할을 한다. ⊙금속결합 도체에서 일어나는 결합으로 금속 결정체에서 원자가 증가하게 되면 가전자 들에 대한 임의의 에너지 준위는 가전자대역(valence band)이라고 하는 대역으로 흡수 된다. 이들 가전자 들은 금속의 열이나 전기적인 도전성에 따라 이동하게 된다. 가전자대역으로 이동이 되면 원자핵으로부터 다음 준위는 전도대역이라고 하는 에너지 대역으로 흡수 된다. ⊙공유결합 결정(crystal)형태인 고체원자는 원자끼리 강하게 결합된 3차원의 구조를 가지고 있다. 예로, 다이아몬드는 자신의 4개 가전자를 4개의 이웃원자와 결합된 형태이다. 이에 따라 각 원자에는 8개의 가전자가 생기게 되어 화학적으로 안정된 상태를 유지한다. 가전자는 이러한 분배로 강한 공유결합(covalent bond)상태로 집합 상태를 유지 한다. ⊙전자와 정공 전류 전자가 전도대를 넘으면 가전자대는 정공(hole)이라는 공핍 상태로 남게 된다. 모든 전자가 열이나 빛의 에너지에 의해 전도대역으로 이동하면 가전자대역에는 전자-정공 쌍이라는 하나의 정공이 남게 된다. 그러면 전도대의 전자는 에너지를 잃게되어가전자대역이 있는 정공으로 다시 이동하여 재결합(recombination)이 된다. 상온에서 진성(intrinsic)실리콘은 어떤 순간에 많은 자유전자가 임의의 원자에 붙지 않코 금...

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