p형 반도체와 n형 반도체의 뜻 및 pn 접합

p형 반도체 뜻

 

P형 반도체는 결정 격자에 과도한 양전하 "정공"이 있는 물질을 생성하기 위해 불순물로 도핑된 일종의 반도체 물질이다.

"p형"이라는 용어는 이러한 물질이 음전하를 띤 전자가 과도하게 많은 n형 반도체와 다른 양전하 캐리어 농도를 갖는다는 사실에서 비롯된다.

P형 반도체는 일반적으로 실리콘과 같은 순수한 반도체 물질에 붕소나 알루미늄과 같은 주기율표 Ⅲ족의 불순물 원자를 소량 첨가하여 만든다. 

이러한 불순물 원자는 호스트 반도체 물질보다 원자가 전자가 하나 적기 때문에 결정 격자에서 누락된 전자가 있는 "홀"을 생성한다.

이러한 정공은 n형 반도체에서 전자가 음전하 캐리어로 작용하는 것과 유사하게 양전하 캐리어로 작용할 수 있다.

이러한 불순물의 도입은 반도체 재료의 전기적 특성을 변경하여 전자가 결정 격자에서 더 쉽게 이동할 수 있도록 한다.

이것은 p형 반도체를 다이오드, 트랜지스터, 태양 전지와 같은 전자 장치를 만드는 데 유용하게 만든다.

p형 반도체와 n형 반도체가 함께 결합된 p-n 접합에서 p형 물질은 양극 또는 양극으로 작용하고 n형 물질은 음극 또는 음극으로 작용한다.

전반적으로 p형 반도체는 현대 전자 및 기술에서 중요한 역할을 하며 고유한 특성으로 인해 이 분야에서 일하는 엔지니어 및 과학자에게 유용한 도구가 된다.

 

n형 반도체의 뜻

 

N형 반도체는 결정 격자에 음전하를 띤 과도한 전자가 있는 물질을 생성하기 위해 불순물이 도핑된 반도체 물질의 한 유형이다.

"n형"이라는 용어는 이러한 물질이 양전하를 띤 "정공"이 과도하게 많은 p형 반도체와 다른 음전하 캐리어 농도를 갖는다는 사실에서 비롯된다.

N형 반도체는 일반적으로 실리콘과 같은 순수한 반도체 물질에 인이나 비소와 같은 주기율표 V족의 불순물 원자를 소량 첨가하여 만든다.

이러한 불순물 원자는 호스트 반도체 재료보다 하나 더 많은 원자가 전자를 가지므로 결정 격자에서 추가 전자를 생성한다. 이러한 여분의 전자는 p형 반도체에서 정공이 양전하 캐리어로 작용하는 것과 유사하게 음전하 캐리어로 작용할 수 있다.

이러한 불순물의 도입은 반도체 재료의 전기적 특성을 변경하여 전자가 결정 격자에서 더 쉽게 이동할 수 있도록 한다.

따라서 n형 반도체는 다이오드, 트랜지스터, 태양 전지와 같은 전자 장치를 만드는 데 유용하다.

p형 반도체와 n형 반도체가 함께 결합된 p-n 접합에서 n형 물질은 음극 또는 음극으로 작용하고 p형 물질은 양극 또는 양극으로 작용한다.

전반적으로 n형 반도체는 현대 전자 및 기술에서 중요한 역할을 하며 고유한 특성으로 인해 이 분야에서 일하는 엔지니어와 과학자에게 유용한 도구가 된다.

 

PN 접합

 

p-n 접합은 p형과 n형 반도체 물질 사이의 경계로 두 영역이 서로 밀착되어 있다.

이 접합은 재료의 전기적 특성이 갑자기 변하는 전이 영역을 형성한다.

접합부에서 n형 재료의 과잉 전자는 접합부를 가로질러 확산되어 p형 재료의 정공을 채운다.

이렇게 하면 접합의 p측에 순 양전하가 있는 영역과 순 음전하가 있는 접합의 n측에 영역이 생성된다.

전위차가 내장된 이 영역을 공핍 영역이라고 한다.

공핍 영역은 p-n 접합 장벽으로 알려진 접합을 가로지르는 전하 캐리어의 흐름에 대한 장벽을 생성한다.

이 장벽의 폭은 p형 및 n형 물질의 도핑 수준에 따라 달라지며 외부 전압을 인가하여 수정할 수 있다.

p-n 접합에 순방향 바이어스 전압을 가하면 전위 장벽이 낮아져 접합의 n측에서 p측으로 전자가 흐르고 p측에서 n측으로 정공이 흐르게 된다.

이것은 접합부를 통해 전류 흐름을 생성한다.

반대로 역방향 바이어스 전압이 p-n 접합에 인가되면 전위 장벽이 증가하여 접합을 통한 전류 흐름을 억제한다.

P-n 접합은 다이오드, 트랜지스터 및 태양 전지와 같은 많은 전자 장치의 기본 빌딩 블록이다.

또한 센서, 감지기 및 조명을 포함한 광범위한 응용 분야에 사용된다.