PN junction에 대해 알아보자

"PN junction"

 

 

 

 

 

 

 

PN junction

 

P형 반도체와 N형 반도체를 결합시킨 것으로, 실제로 P형 반도체와 N형 반도체를 따로 만들어 접합시키는 것이 아니라 이온 주입의 방법으로 하나의 실리콘 반도체 결정에 한쪽에는 Al 등 3족 원소를 주입, 다른 쪽에는 P같은 5족 원소를 주입시킨 것을 말한다.

 

 

N형 반도체, P형 반도체에 대한 설명은 예전에 올린 글로 대체 한다.

 

 

 

P형 반도체에는 빈자리(hole)가 많이 있고 N형 반도체에는 전자(electron)가 모여 있으므로, 확산 작용에 의하여 일부 빈자리는 N형 반도체 쪽으로, 일부 전자는 P형 반도체 쪽으로 움직인다.

 

전자가 P형 반도체 쪽으로 움직이면 이 전자가 원래 속해있던 (5족 원소) 이온을 남기게 되어, P형 반도체 쪽은 전자에 의하여 음전하로, N형 반도체 쪽은 이온에 의하여 양전하로 대전되게 된다.

 

빈자리의 확산이동도 같은 원리로 P형 반도체를 음전하로, N형 반도체를 양전하로 대전시킨다.

 

이렇게 되면 두 반도체 사이에 전위차가 생기게 되고, 이 전위차가 확산작용을 방해하게 된다. 확산이 정지되는 평형상태는 P형 반도체의 화학퍼텐셜과 N형 반도체의 화학퍼텐셜이 같아질 때 이루어지고, 이때 PN접합에서의 전자 에너지 띠 모양은 위 그림(C)와 같이 된다.

 

 

(b) 그림에서, PN접합에서의 Depletion Region현상이 나타난다. Depletion Region현상에 대한 설명도 지난번에 올린 글로 대체 한다.