반도체의 장점

반도체는 좋은 전도체와 절연체 사이에 전기 전도도가있는 물질입니다. 불순물이없는 반도체를 진성 반도체라고합니다. 게르마늄과 실리콘은 가장 일반적으로 사용되는 고유 반도체입니다. Ge (원자 번호 32)와 실리콘 (원자 번호 14)은 모두 주기율표의 네 번째 그룹에 속하며 4 가입니다.

반도체의 특성은 무엇입니까?

절대 영도에 가까운 온도에서 순수한 Ge 및 Si는 완벽한 절연체처럼 작동합니다. 그러나 온도가 상승하면 전도도가 증가합니다. Ge의 경우 공유 결합에서 전자의 결합 에너지는 0.7eV입니다. 이 에너지가 열의 형태로 공급되면 일부 결합이 끊어지고 전자가 자유롭게됩니다.

상온에서 전자 중 일부는 Ge 또는 Si 결정의 원자로부터 자유 로워지고 결정에서 방황합니다. 이전에 점령 한 장소에 전자가 없다는 것은 그 장소에서 양전하를 띠고 있음을 의미합니다. 전자가 자유 로워지는 곳에 "구멍"이 생성된다고합니다. (빈) 구멍은 양전하와 동일하며 전자를 받아들이는 경향이 있습니다.

전자가 정공으로 점프하면 전자가 이전에 있던 자리에 새로운 정공이 생성됩니다. 한 방향으로의 전자 운동은 반대 방향으로의 정공 운동과 동일합니다. 따라서 진성 반도체에서는 정공과 전자가 동시에 생성되고 둘 다 전하 캐리어 역할을합니다.

반도체의 종류와 용도

외부 반도체에는 n 형과 p 형의 두 가지 유형이 있습니다.

n 형 반도체 : 비소 (As), 안티몬 (Sb) 및 인 (P)과 같은 원소는 5가이고 Ge와 Si는 4 가입니다. 소량의 안티몬이 Ge 또는 Si 결정에 불순물로 첨가되면 5가 전자 중 4 개가 인접한 Ge 원자와 공유 결합을 형성합니다. 그러나 안티몬의 다섯 번째 전자는 결정에서 거의 자유롭게 움직입니다.

도핑 된 Ge- 결정에 전위 전압이 가해지면 도핑 된 Ge의 자유 전자가 양의 단자쪽으로 이동하고 전도도가 증가합니다. 음으로 하전 된 자유 전자는 도핑 된 Ge 결정의 전도도를 증가시키기 때문에 n 형 반도체라고합니다.

p 형 반도체 : 인듐, 알루미늄 또는 붕소 (가가 전자 3 개를 가짐)와 같은 3가 불순물이 4가 Ge 또는 Si에 비해 매우 작은 비율이면 3 개의 Ge 원자로 3 개의 공유 결합이 형성됩니다. 그러나 Ge의 네 번째 원자가 전자는 전자가 쌍을 이루지 않기 때문에 인듐과 공유 결합을 형성 할 수 없습니다.

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전자의 부재 또는 결핍을 정공이라고합니다. 각 구멍은 그 지점에서 양전하 영역으로 간주됩니다. 인듐이 도핑 된 Ge의 전도도는 정공에 의한 것이므로 p 형 반도체라고합니다.

따라서 n 형과 p 형은 두 가지 유형의 반도체이며 그 용도는 다음과 같이 설명됩니다. 반도체와 n 형 반도체가 결합되어 공통 인터페이스를 p-n 접합이라고합니다. 다이오드.

p-n 접합 다이오드는 전자 회로에서 정류기로 사용됩니다. 트랜지스터는 3 단자 반도체 장치로, n 형 재료의 얇은 조각을 사이에 끼워 만들어집니다. 두 개의 큰 p 형 재료 또는 두 개의 큰 n 형 조각 사이에있는 p 형 반도체의 얇은 조각 반도체. 따라서 트랜지스터에는 p-n-p와 n-p-n의 두 가지 유형이 있습니다. 트랜지스터는 전자 회로의 증폭기로 사용됩니다.