p-n 접합

단결정 구조 내에서 불순물형이 받개(p-형)에서 주개(n-형)로 갑자기 변화하면 p-n 접합이 형성된다(→ 색인 : p-n 접합). p쪽에서는 양공이 주된 운반자이며, 따라서 이것은 다수 운반자라고 부른다. p쪽에서는 열에 의해서 생성된 전자도 얼마간 존재한다. 이들은 소수 운반자라고 한다. n쪽에서는 전자가 다수 운반자이고, 양공이 소수 운반자이다. 접합 근처는 자유전하 운반자가 없는 영역이다. 이 영역은 공핍층(depletion region)이라고 부르는데, 절연체처럼 행동한다.

p-n 접합의 가장 중요한 특징은 그것이 정류 작용을 한다는 것이다. 즉 전류가 한쪽으로만 흐르게 된다. 그림3은 대표적인 실리콘(규소) p-n 접합의 전류-전압 특성을 보여주고 있다. 순방향 인가전압이 p-n 접합에 걸리면(즉 2번째 상한에 나와 있는 것처럼 n쪽에 대해서 p쪽에 양의 전압이 걸리면), 대부분의 전하 운반자는 접합을 가로질러서 이동하고 그결과 많은 전류가 흐를 수 있다. 그러나 역방향 인가전압이 걸리면(3번째 상한), 불순물에 의해서 도입된 전하 운반자는 접합에서 멀어지는 방향으로 이동하기 때문에 처음에는 단지 작은 누설 전류만 흐른다.

 

▲ <사진> 전형적인 p-n 실리콘 접합의 전류-전압 특성. 인가전압의 순방향, 역방향 조건을 나타낸다.

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Posted by  Mr.반