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 준위는 전자가 존재할 확률이 50%인 지점이고, Conduction band에 전자가 많아졌으니 페르미 에너지 준위는 증가합니다.)
정공은 반대로 페르미 에너지 준위가 낮아집니다.
n형 반도체에서 10^(13) cm^(-3) 정도의 EHP가 생성되었다고 가정을 해보지요.
전자 같은 경우, 이미 전자는 엄청 많은 상태에서 적당히 많은 과잉 전자를 넣었기 때문에 전자 페르미 에너지 준위가 크게 바뀌지 않습니다.
정공 같은 경우, 정공이 거의 없는 상태에서 적당히 많은 정공을 넣었기 때문에 정공 페르미 에너지 준위가 크게 바뀝니다.
이 내용은 저번 글에 수식으로 설명을 해드렸으므로, 더 자세히 이해를 하시는 것을 추천드립니다.
2022.10.22 - [전자공학/반도체 이론] - 반도체 물성과 소자) 특별판, 캐리어 관점에서 보는 전자, 정공 농도
반도체 물성과 소자) 특별판, 캐리어 관점에서 보는 전자, 정공 농도
진성 반도체 : 도핑을 안 한 반도체입니다. 대부분 반도체는 전기적 성질을 얻기 위해 도핑을 하죠. n형 반도체 : 다수 캐리어가 전자인 반도체입니다. p형 반도체 : 다수 캐리어가 정공인 반도체
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