반도체의 특성

도체도 절연체도 아닌(따라서 반도체임) 성질을 가진 물질로 만들어진 전자회로 부품.

반도체는 절연체와 도체 사이의 중간 정도의 전기저항을 갖는다. 원소 반도체의 저항은 온도에 따라 감소하며, 빛을 쪼이면 저항이 감소하기도 한다(광전도성). 순수한 반도체의 전기전도도는 매우 낮다. 그러나 도핑이라고 부르는 의도적인 불순물의 첨가로 반도체의 전기적 특성을 변화시켜 전도도를 크게 할 수 있다. 반도체 물질의 원자는 최외각(最外殼)에 4개의 전자를 가지는 반면 불순물의 원자는 최외각에 3개 또는 5개의 전자를 가진다. 안티몬(Sb)•비소(As)•인(P)과 같은 원소들을 첨가하면 자유전자(n 운반자)를, 알루미늄(Al)•붕소(B)•인듐(In)과 같은 원소들을 첨가하면 양공(p 운반자)을 첨가하는 효과를 가진다. 첨가된 소량의 불순물 농도는 반도체 물질의 기본적인 금속적 성질에는 영향을 주지 않지만 전기적인 성질은 변화시킨다.

가장 널리 사용되는 반도체 물질은 원소 실리콘이다. 1960년대 이후 실리콘은 다음과 같은 이유에서 게르마늄(Ge)을 밀어내고 널리 사용되게 되었다. ① 실리콘은 게르마늄보다 훨씬 풍부하며 값이 싸다. ② 실리콘은 게르마늄에 비해 보다 높은 온도에서도 반도체로서의 성질을 유지한다. ③ 실리콘은 전기적 절연체인 산화막을 쉽게 만들 수 있다. 이 산화막은 불순물을 도핑할 때 차폐물로 사용된다. 실리콘은 집적회로와 버랙터 다이오드, 쇼트키 다이오드, 사이리스터 등과 같은 소자에 사용된다.

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Posted by  Mr.반