전공/물리전자공학 (4) 썸네일형 리스트형 The Intrinsic Carrier Concentration. 진성 반도체의 CB(Conduction band) 내 전자의 농도와 VB(Valence band) 내 정공의 농도가 같고, 각 전자와 정공의 농도를 ni, pi 로 표기할 수 있다. [ ni = pi ] 진성 반도체의 페르미 에너지 레벨을 Intrinsic Fermi energy, 또는 EFi 로 부른다. [ E = EFi ] p0 와 n0 식을 진성 반도체에 적용시키면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다. 두 식의 곱은 다음과 같다. Eg 는 밴드갭 에너지다. Constant temperature 에서 반도체 물질의 ni 값은 Constant 하고, Fermi Energy 에 무관하다. T = 300K 에서 실리콘의 진성 캐리어 농도는 Table 4.1 의 effective density of states.. Charge Carriers In Semiconductors. [n0, p0] Equilibrium Distribution of Electrons and Holes. 반도체 안에서는 전자와 정공, 두 가지의 전하 캐리어가 전류를 흘릴 수 있다. 위 그림처럼 Conduction band 의 전자와 Valence band 의 정공이 반도체의 전류를 크게 결정하는 요소가 되는데, 전자와 정공의 밀도는 반도체의 중요한 특성이다. 이러한 전자와 정공의 밀도는 상태 함수의 밀도, 페르미 분포 함수와 연관성이 있다. Conduction band 내 전자의 분포, n(E) 는 허용된 양자 상태의 밀도와 상태가 전자로 채워져 있을 확률의 곱으로 표현할 수 있다. fF(E) 는 페르미-디락 확률 함수이고, qc(E) 는 Conduction band 내 양자 상태의 밀도를 나타낸다. 단위 부피 당 총.. The Fermi-Dirac Probability Function. i 번째 Energy level 에서의 양자 상태 수를 qi, 전자의 수를 Ni 라고 가정한다. 파울리 베타 원리에 의해, 하나의 양자 상태에는 최대 하나의 전자만이 허용될 수 있다. Ni ≤ qi 의 조건으로, i 번째 Energy level 에서 Ni 의 입자들을 qi 에 배열하는 경우의 수는 다음과 같다. 하지만, 각각의 입자(전자)들은 서로 구분이 불가능하므로, 경우의 수 계산에 포함하지 않는다. 따라서, i 번째 Energy level 에서 Ni 입자의 분포를 나타내는 실제 독립적인 경우의 수는 다음과 같다. i 번째를 포함한 전체 경우의 수는, 첫 번째부터 i 번째까지의 모든 분포의 곱으로 나타낼 수 있다. 위 식으로부터 존재할 가능성이 가장 높은 입자의 분포를 구하면 된다. 즉, W 의 최댓.. Formation of Energy Bands (a) 는 하나의 독립적인 수소 원자 중 가장 낮은 전자 에너지 상태에 대한 확률 밀도 함수를 나타내고, (b) 는 서로 인접한 두 원자에 대한 동일한 확률 밀도 함수를 나타낸다. 두 원자의 파동 함수는 겹치게 되는데, 이는 두 원자가 서로 상호 작용 한다는 것을 의미한다. 이러한 상호 작용은 (c) 처럼 양자화된 에너지 레벨(Discrete quantized energy level)이 두 개의 에너지 레벨(Discrete energy level)로 분리되는 결과를 초래한다. 그리고 이러한 Discrete 상태가 두 개의 상태로 분리되는 것은 파울리 베타 원리와 일치하게 된다. 두 개의 원자를 넘어 '원자들'이 서로 상호 작용하게 된다면, 위 그림처럼 에너지 레벨의 띠(Band, allowed band,.. 이전 1 다음
