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반도체 물성과 소자) 특별판. 양자 역학, 슈뢰딩거 방정식 증명 2022.10.17 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 1. 양자 역학 양자 역학 파트에서 슈뢰딩거 방정식을 통해 에너지가 양자화되어있고, 에너지 밴드가 생김을 알 수 있었습니다. 하지만, 식을 유도하여 증명하지 않았습니다. 따라서 이번에는 공학자로서 수식으로 증명을 해드리고자 합니다. 시험 때 잘 참고해서 써주시기 바랍니다. 반도체 공학과는 슈뢰딩거 증명을 최소 2번 다루니 계속적으로 공부를 하셔야 해요. 무한한 전위 우물에 구속된 전자의 구동(중요) 이 사진을 통해, 파동함수가 n 값에 따라 달라짐을 알 수 있습니다. n을 주양자수라고 하지요. 계단 장벽에서의 전자의 구동 Potential box에서 전자 구동 증명 차근차근 연습해주시고, 모르느 것 있으시면 꼭 댓글 주세요. 2022. 10. 24.
반도체 물성과 소자) 7. 유사 페르미 에너지 준위 저번 포스팅에서 비평형 상태의 반도체에 대해 설명을 해드렸습니다. 2022.10.21 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 6. 비평형 과잉 캐리어 전압이 인가되거나 외부 에너지가 인가됨에 따라 과잉 캐리어가 생성되었습니다. 이에 따라 전자, 정공 농도가 높아졌었죠. 이번 포스팅에서는 전자, 정공 농도에 변화에 따른 페르미 에너지 레벨의 변화에 대해서 간략하게 말씀드리겠습니다. 과잉 캐리어와 페르미 에너지 관계 과잉 캐리어가 생성됨에 따라, 페르미 에너지도 당연히 바뀝니다. 과잉 캐리어는 델타 n, 델타 p로 표시하죠. 기본 식에서 페르미 에너지가 Efn, Efp로 바뀜을 확인할 수 있습니다. 왜 그럴까요? 전자 농도가 커질수록 페르미 에너지 준위는 올라가게 됩니다. (페르미 에너지 준위.. 2022. 10. 23.
반도체 물성과 소자) 특별판, 캐리어 관점에서 보는 전자, 정공 농도 진성 반도체 : 도핑을 하지 않은 반도체입니다. 대부분 반도체는 전기적 성질을 얻기 위해 도핑을 하며, 도핑한 반도체를 외인성 반도체라고 합니다. n형 반도체 : 다수 캐리어가 전자인 반도체입니다. p형 반도체 : 다수 캐리어가 정공인 반도체입니다. 1. 진성 반도체의 캐리어 반도체는 상온에서 존재하기 때문에, 300K에서 열평형 상태를 이룬다고 가정을 합니다. 실리콘에 '에너지'가 가해지므로, EHP가 생깁니다. 실리콘 300K에서 생기는 EHP의 개수는 전자, 정공 각각 1.5 x 10^(10) 개입니다. (ni = 1.5 x 10^(10)) 이 정도면 전기적 성질이 거의 없는 것과 마찬가지이지요. 2. n형 반도체의 캐리어 진성 캐리어의 EHP로 생기는 자유전자, 자유 정공은 너무 작아서 전기적 성.. 2022. 10. 22.
반도체 물성과 소자) 6. 비평형 과잉캐리어 2022.10.20 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 5. 캐리어 이동 현상(GaAs가 Si보다 빠른 이유) 저번 포스팅에서 캐리어의 이동에 대해서 설명을 해드렸습니다. 캐리어 이동 현상은 drift 전류와 확산 전류로 나뉘었죠. 2022.10.19 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 4. 평형 상태의 반도체(p형과 n형 도핑 원소를 왜 B(붕소), P(인)을 사용할까?) 위 포스팅에서 평형 상태의 반도체에 대해서 설명을 해드렸습니다. 평형 상태에서 전자 농도, 정공 농도를 페르미 디락 확률 함수와 상태 밀도 함수의 곱을 통해 구할 수 있었죠. 평형 상태는 '에너지적으로 변화가 없는 상태'를 말합니다. 태양 전지 같은 경우는 태양광을 통해 전류가 형성됩니다. 즉, 에.. 2022. 10. 21.
반도체 물성과 소자) 5. 캐리어 이동 현상(GaAs가 Si보다 빠른 이유), Drift 전류, Carrier 확산 2022.10.19 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 4. 열 평형 상태의 반도체(p형과 n형 도핑 원소를 왜 B(붕소), P(인)을 사용할까?) 저번 포스팅에서 평형 상태의 진성 반도체, 외인성 반도체의 에너지 밴드를 설명해 드렸습니다. 각각 반도체의 전자, 정공의 농도도 구해봤죠. GaAs는 인공위성 등 고속 전자소자에서 많이 쓰입니다. 왜 Si는 고속 전자소자로 쓰이지 못할까요? Carrier의 이동 반도체 내 전류의 흐름을 발생시키는 것을 캐리어라고 합니다. 즉, 전자와 정공을 고급스럽게 칭한 단어이지요. 이 캐리어가 이동하면서 전류가 발생하기 때문에, 캐리어 이동 양상에 대해서 구체적으로 파해쳐 봐야 합니다. 캐리어의 이동은 Drift와 Carrier 확산으로 나뉩니다. 1... 2022. 10. 20.
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