Intrinsic과 n-type 반도체에서 온도에 따른 carrier 농도 변화는 어떻게 됩니까?
[농도, 캐리어 농도]
① 농도 (Concentration)
- 공간에서 단위체적당 입자 수 (개/㎥)
- 공간에서 농도가 균일하지 못하면, 물질의 이동이 발생한다.
② 캐리어 농도 (Carrier Concentration)
- 반도체에서의 전하운반체인 전자 및 정공의 농도
[진성 캐리어 농도 (intrinsic carrier concentration, ni)]
매우 낮은 온도에서는 intrinsic EHP가 거의 존재하지 않는다. 온도가 증가함에 따라 도너의 전자들이 Conduct band로 옮겨지고 약 100K에서 모든 도너 원자가 이온화되는 과정이 발생한다. 이후 ni가 Nd와 비등해 질 때까지(intrinsic carrier 농도가 도너 농도와 비등해 질 때까지) 캐리어 농도는 온도에 영향을 받지 않는다. 온도가 더 증가하면서 진성캐리어 농도는 Nd보다 훨씬 증가하고 ni가 지배하게 된다.
- no = po = ni (전자 농도 = 정공 농도 = 진성 캐리어 농도) - 진성 캐리어 농도 ni는 온도가 일정하면 일정한 값을 가짐 . 상온(300˚K)에서의 예) .. Si ni = 1.5 x 1010, Ge ni = 2.4 x 1013, GaAs ni = 1.8 x 106 [1/㎤]
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[불순물 캐리어 농도 (extrinsic carrier concentration)]
- 불순물 반도체의 캐리어 농도
a. 다수 캐리어 농도 : 도핑 원자 수에 따라 결정
b. 소수 캐리어 농도 : 전자 및 정공의 생성과 재결합에 의해 결정
- n형 반도체 (Nd >> Na)
a. (다수캐리어) n = Nd - Na ≒ Nd
b. (소수캐리어) p = ni2/n ≒ ni2/Nd
- p형 반도체 (Na >> Nd)
a. (다수캐리어) p = Na - Nd ≒ Na
b. (소수캐리어) n = ni2/p ≒ ni2/Na
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