[1] pn 접합면에서 p형반도체와 n형반도체를 실제로 붙이는 것인지, 아니면 순수한반도체(실리콘)에 각각의 다른 도핑을 해줌으로써 p영역과 n영역으로 나뉘는 것 인지 에 대한 확실한 정보 : 이 부분은 실제로 반도체 및 태양전지 관련 전공하시는 교수님께 한번 직접 여쭤본 후, 자세한 설명과 답변을 대댓글 또는 이 댓글을 수정함으로써 알려드리는게 나을 것 같습니다 :) [2] Floyd 전자회로 (10판)의 설명 _ 22p '에너지 다이어그램 관련' : p형 물질은 3가의 불순물, n형 물질은 5가의 불순물을 가지는데, 3가의 불순물은 5가의 불순물 보다 최외각 전자에 미치는 힘이 적으므로 이를 통해 p형물질이 n형물질 보다 전자궤도가 약간 더 크고, 그에따라 n형물질보다 '더 큰 에너지'를 갖고 있다 .. 라고 설명하므로 이를 참고하셔도 좋을 것 같습니다! :)
위키백과에 대전된 이온이 남는다가 7:50 부근 내용이었군요. 드디어 이해가 갔습니다. 9:15에 언급하셨듯이 다른 설명들에 hole과 electron이 만나는 것 만으로 depletion layer를 형성한다 이런 말이 있어서 (거의 고등학교 수준에서 이렇게 배우는 것 같습니다. ) 아니 그러면 built in potential 즉, electric field는 어떻게 만들어지는데??? 단순 중성화가 아니라??? 이런 의문을 계속 품고 있었거든요. 개인적으로 위와 같은 설명이 나온 이유는 이런 거 같네요. built in potential을 설명할 때 확산, 그로인한 이온화 설명 없이 그냥 생략하고 depletion layer에 형성되는 전압이라고 말하는 경우가 많거든요. 그러면 자연스럽게 선후 관계가 built in potential에 의해 depleletion layer가 형성되는 것이 아닌, depletion layer는 어떤 이유로 형성되었고, 거기에 built in potential이 걸린다. 라는 늬앙쓰가 있게 되는 것이지요. 또, 저도 오개념이 영상 보기 전에 있던 것인데 n-type, p-type에 대해서 전기정 중성이지만 중성이라고 생각 안 한 이유도 알것 같습니다. 반도체 type을 설명 할 때, (옥텟을 만족하고도) 전자가 남아있어 n-type, (옥텟을 만족하기에는) 전자가 부족하여 p-type이라고 제 전공 ppt에도 설명되어 있습니다. 이게 마냥 틀린 말은 아닌데, 이런 표현을 이온(=전하를 띄는)과 결부하여 해석하기 딱 좋은 느낌이 드는 문장이기 때문에 오개념이 쉽게 생기는 것 같습니다. 전자기학 강의때 많이 도움 받았는데, 또 도움 받았네요. 감사합니다. 그리고 실리콘 태양전지의 경우 p-n juncion 구현은 p-type 모재에 n-type을 diffusion 해서 침투시켜 소자를 구현하는 것으로 알고 있습니다. or 반대거나. 즉, P와 N의 농도차이로 소자를 구현합니다. 제가 지금 태양전지를 공부하고 있어서 최종적으로 정리한 내용을 덧붙입니다. 1. p-n junction에서 built in potential과 전하 수집 p-type과 n-type을 접합하면 p-type에서 hole은 n-type으로 확산해 넘어가면서 계면에서 p-type쪽은 (-)로 이온화됩니다. n-type에서 전자는 p-type으로 확산해 넘어가고 계면에서 n-type 쪽은 (+)로 이온화됩니다. 편의를 위해 계면에서 charge carrier의 recombination이 발생한다고 생각합시다. 정리하자면, n-type 쪽 계면에서는 (+), p-type 쪽 계면에서는 (-)로 이온화가 발생하여 실제 전위차가 발생하며 field가 형성됩니다. 이 전위차를 built-in-potential이라 합니다. built-in-potential의 전기장 방향은 charge carrier의 상호 확산을 억제하는 방향으로 형성됩니다. 상호 확산이 어느정도 진행된다면 built-in-potential이 charge carrier의 상호확산을 억제할 정도로 커져 공핍층이 형성됩니다. p-n junction에 광자가 입사하여 전자를 여기하며 hole고 분리됩니다. built-in-potentail 방향에 따라 hole은 p, 전자는 n-type으로 수집됩니다. 영상에 type 반도체는 전하 중성입니다. 따라서 수집을 방해하는 요소로도 작용하지 않습니다.
선생님 질문2가지 가능할까요 1. P형이 N형보다 에너지가 높은 이유가 P형이 N형보다 최외각 전자수가 적어서 그렇다는데 최외각전자가 적으면 왜 에너지가 높은지 이해가 안돼요...ㅜ 2. 제가 페르미레벨 이렇게 알고있었는데 맞나요? 페르미레벨은 전자가 발견될확률이 50퍼고 P형은 진성반도체보다 홀이 많아 가전자대에 가까운 레벨이 형성, N형은 전자가 많아서 전도대에 가까운 페르미레벨이 형성.
안녕하세요 택이님 ~ 우선 가리움효과에 대해서는 다음의 영상에서 설명드린 적이 있는데요 :) ruclips.net/video/vnW57KvUmv8/видео.html 그 영상에서 약간 설명드리긴 했지만 거기에다가 더 보충설명 드려보자면 '최외각전자 끼리도' 그러한 가리움효과를 서로 적용시킵니다 그래서 최외각 전자가 적을수록 그러한 '유효한 핵전하'를 감소시키는 효과가 적어지므로, 최외각전자가 적을수록 최외각전자가 느끼는 실질적인 에너지는 더 높습니다 2번사항은 이미 잘 이해하고 계십니다 :)
(이미 아실 수도 있지만) 추후에 설명드릴 순방향 및 역방향 바이어스에서는 이번처럼 간단하게 그려지지는 않습니다 :) 또한 그 부분은 quasi fermi level의 개념이 도입되기 때문이고 도입 되어야 할 이유는, 사실 페르미 준위는 열'평형' 상태에서 정의되기 때문입니다 :) 그런데 반도체공학에서만 하고 바로 I-V curve를 이 재생목록에서 진행한 후 배너를 띄워드릴지는 고민중입니다!
이전에 도핑 및 다수캐리어에 대해서는 설명드렸으나, 소수캐리어는 자세히 설명하지 않았습니다 :) 이를 수식을 이용하여 설명드리기 위해서는 DOS(density of state), fermi dirac function 등을 사전지식으로 아셔야 하고, 그 둘을 곱한 후 가능한 모든 에너지에 대해 적분한다는 것의 의미가 왜 carrier concentration을 의미하는 것인지를 이해하셔야 하는데 제 채널에서는 아직 DOS 개념을 설명드리지 않았습니다. 그러한 여러 수식들을 풀이하여 얻을 수 있는 결과물만 설명 드리자면 전자(n)와 정공(p)의 concentration('농도'로 이해하시면 됩니다)의 곱은 온도 T가 고정이라면 '상수' 입니다. (즉, np=constant 이며, 그 상수값 constant의 의미가 무엇인지는 궁금하실 경우에 자료 검색을 추천드립니다.) 여기서 질문자님의 직관에 상응하지 않는 이야기는 n+p가 아닌 np가 상수라는 것일 겁니다. 만약 n+p가 상수, 그 값을 예를 들어 100 이라고 한다면 도핑 되어 다수캐리어가 n이면 n=100 일 수도 있겠지만, 반도체공학의 교재를 따라가보시면 그것은 적절한 설명이 아닙니다. np=100 이라고 한다면, p=0이 되거나 할 수 없죠 :) 요약 하자면, 주어진 온도 T에 대해서 n과 p의 곱이 상수인 이유에 대해서는 반도체공학 개념 및 수식 풀이를 이용하여 알 수 있고, 다수캐리어가 존재한다는 것은 동시에 소수캐리어의 존재도 설명하는 것과 같습니다.
![[Basic Semiconductor Device|1.1] pn junction : #qualitative analysis without equations](http://i.ytimg.com/vi/V5oWlh-dGU0/mqdefault.jpg)
![[Basic Semiconductor Device|1.1] pn junction : #qualitative analysis without equations](/img/tr.png)
![[반도체 기초] 밴드갭 (band gap) 개념, 가리움효과 (shielding effect)](http://i.ytimg.com/vi/vnW57KvUmv8/mqdefault.jpg)
![[Basic Semiconductor Device|1.3] pn junction : #built-in potential #zero voltage #depletion width](http://i.ytimg.com/vi/KSad26cGccY/mqdefault.jpg)
[1] pn 접합면에서 p형반도체와 n형반도체를 실제로 붙이는 것인지,
아니면 순수한반도체(실리콘)에 각각의 다른 도핑을 해줌으로써
p영역과 n영역으로 나뉘는 것 인지
에 대한 확실한 정보
: 이 부분은 실제로 반도체 및 태양전지 관련 전공하시는 교수님께 한번 직접 여쭤본 후,
자세한 설명과 답변을 대댓글 또는 이 댓글을 수정함으로써 알려드리는게 나을 것 같습니다 :)
[2] Floyd 전자회로 (10판)의 설명 _ 22p '에너지 다이어그램 관련'
: p형 물질은 3가의 불순물, n형 물질은 5가의 불순물을 가지는데,
3가의 불순물은 5가의 불순물 보다 최외각 전자에 미치는 힘이 적으므로
이를 통해 p형물질이 n형물질 보다 전자궤도가 약간 더 크고, 그에따라
n형물질보다 '더 큰 에너지'를 갖고 있다
..
라고 설명하므로 이를 참고하셔도 좋을 것 같습니다! :)
교수님께 강의로 들었기로는 n 타입이나 p타입중에 하나를 먼저 녹여놓고 기존의 주입한 타입과 반대의 타입을 더많이 도핑시켜 N-P 만드는걸로 알고있어요
형님 오늘도 저를 구제하셨습니다 감사해요 ㅎ
아 그리고 회로이론 강의 덕분에 중간고사 만점 맞았어요 ㅎㅎ
축하드려요 ㅎ ㅎ 고생 많으셨습니다 : )
외국에서 공부하는 입장으로써 이러한 내용이 있어 진도를 맞춰갑니다. 항상 감사합니다!
ㅎ_ㅎ 해외에서 공부중이신 분께도 도움드릴 수 있게되어 정말 기쁩니다 :)
저도 감사드려요 ^_^
전자회로 계속 올려주셔서 감사합니당
^_^ 말씀 정말 감사드립니다 :)
모르는거있음 앞에 bos 치고 검색합니다 감사합니다
: ) 좋은 말씀 남겨주셔서 감사해요!
위키백과에 대전된 이온이 남는다가 7:50 부근 내용이었군요. 드디어 이해가 갔습니다.
9:15에 언급하셨듯이 다른 설명들에 hole과 electron이 만나는 것 만으로 depletion layer를 형성한다 이런 말이 있어서
(거의 고등학교 수준에서 이렇게 배우는 것 같습니다. )
아니 그러면 built in potential 즉, electric field는 어떻게 만들어지는데??? 단순 중성화가 아니라??? 이런 의문을 계속 품고 있었거든요.
개인적으로 위와 같은 설명이 나온 이유는 이런 거 같네요.
built in potential을 설명할 때 확산, 그로인한 이온화 설명 없이 그냥 생략하고 depletion layer에 형성되는 전압이라고 말하는 경우가 많거든요. 그러면 자연스럽게 선후 관계가 built in potential에 의해 depleletion layer가 형성되는 것이 아닌,
depletion layer는 어떤 이유로 형성되었고, 거기에 built in potential이 걸린다. 라는 늬앙쓰가 있게 되는 것이지요.
또, 저도 오개념이 영상 보기 전에 있던 것인데 n-type, p-type에 대해서 전기정 중성이지만 중성이라고 생각 안 한 이유도 알것 같습니다. 반도체 type을 설명 할 때, (옥텟을 만족하고도) 전자가 남아있어 n-type, (옥텟을 만족하기에는) 전자가 부족하여 p-type이라고 제 전공 ppt에도 설명되어 있습니다. 이게 마냥 틀린 말은 아닌데, 이런 표현을 이온(=전하를 띄는)과 결부하여 해석하기 딱 좋은 느낌이 드는 문장이기 때문에 오개념이 쉽게 생기는 것 같습니다.
전자기학 강의때 많이 도움 받았는데, 또 도움 받았네요. 감사합니다.
그리고 실리콘 태양전지의 경우 p-n juncion 구현은 p-type 모재에 n-type을 diffusion 해서 침투시켜 소자를 구현하는 것으로 알고 있습니다. or 반대거나. 즉, P와 N의 농도차이로 소자를 구현합니다.
제가 지금 태양전지를 공부하고 있어서 최종적으로 정리한 내용을 덧붙입니다.
1. p-n junction에서 built in potential과 전하 수집
p-type과 n-type을 접합하면 p-type에서 hole은 n-type으로 확산해 넘어가면서 계면에서 p-type쪽은 (-)로 이온화됩니다. n-type에서 전자는 p-type으로 확산해 넘어가고 계면에서 n-type 쪽은 (+)로 이온화됩니다. 편의를 위해 계면에서 charge carrier의 recombination이 발생한다고 생각합시다. 정리하자면, n-type 쪽 계면에서는 (+), p-type 쪽 계면에서는 (-)로 이온화가 발생하여 실제 전위차가 발생하며 field가 형성됩니다. 이 전위차를 built-in-potential이라 합니다.
built-in-potential의 전기장 방향은 charge carrier의 상호 확산을 억제하는 방향으로 형성됩니다. 상호 확산이 어느정도 진행된다면 built-in-potential이 charge carrier의 상호확산을 억제할 정도로 커져 공핍층이 형성됩니다.
p-n junction에 광자가 입사하여 전자를 여기하며 hole고 분리됩니다. built-in-potentail 방향에 따라 hole은 p, 전자는 n-type으로 수집됩니다. 영상에 type 반도체는 전하 중성입니다. 따라서 수집을 방해하는 요소로도 작용하지 않습니다.
문제가 있었는데 전원을 걸기전 걸고나서 pn 접합면 두께 변화를 서술하라하면 어떻게 말해야하나요? 공핍층 두께를 말하는걸까요? 얇아진다해야할까요?
문맥상 공핍층 두께 아닐까요?? 순방향 역방향 바이어스에 따라 답이 다르게 써지겠네요
선생님 질문2가지 가능할까요
1. P형이 N형보다 에너지가 높은 이유가 P형이 N형보다 최외각 전자수가 적어서 그렇다는데 최외각전자가 적으면 왜 에너지가 높은지 이해가 안돼요...ㅜ
2. 제가 페르미레벨 이렇게 알고있었는데 맞나요?
페르미레벨은 전자가 발견될확률이 50퍼고 P형은 진성반도체보다 홀이 많아 가전자대에 가까운 레벨이 형성, N형은 전자가 많아서 전도대에 가까운 페르미레벨이 형성.
안녕하세요 택이님 ~ 우선 가리움효과에 대해서는 다음의 영상에서 설명드린 적이 있는데요 :)
ruclips.net/video/vnW57KvUmv8/видео.html
그 영상에서 약간 설명드리긴 했지만 거기에다가 더 보충설명 드려보자면
'최외각전자 끼리도' 그러한 가리움효과를 서로 적용시킵니다
그래서 최외각 전자가 적을수록 그러한 '유효한 핵전하'를 감소시키는 효과가 적어지므로, 최외각전자가 적을수록 최외각전자가 느끼는 실질적인 에너지는 더 높습니다
2번사항은 이미 잘 이해하고 계십니다 :)
@@bosstudyroom 항상 감사드립니다 전자회로, 반도체공학 영상 다봤네요ㅎㅎ 역시 최고에요👍
@@택이-u7u 허거덩..! 저도 항상 감사해요 ㅎ_ㅎ
영상 마지막부분 페르미레벨 관련해서 접합하게 되면 평형상태의 페르미레벨이 접합전의 p형 반도체의 페르미 레벨과 같아진다는 말인가요? 아니면 접합전의 각각 페르미레벨 준위의 중간값정도를 갖게되는건지… 설명해주시면 감사하겠습니다
아, 이부분을 제가 자세하게 설명드리지 않았네요 :)
어느 한쪽 페르미 레벨과 같아지는 것은 아니며, 캐리어가 확산되어 이동함에 따라
'페르미레벨을 맞추어가게끔' 각 페르미레벨이 조절됩니다
즉, 말씀하신 부분의 후자가 적절합니다
^_^
(이미 아실 수도 있지만) 추후에 설명드릴 순방향 및 역방향 바이어스에서는 이번처럼 간단하게 그려지지는 않습니다 :) 또한 그 부분은 quasi fermi level의 개념이 도입되기 때문이고
도입 되어야 할 이유는, 사실 페르미 준위는 열'평형' 상태에서 정의되기 때문입니다 :) 그런데 반도체공학에서만 하고 바로 I-V curve를 이 재생목록에서 진행한 후 배너를 띄워드릴지는 고민중입니다!
감사합니다 ^^ 화공전공해서 전자는 쥐약인데 반도체 기업 취준중이라 좋은 정보 얻고가요^^ 주변에 추천할게욥!!
정말 감사합니다,,,
감사드립니다!
전자회로 잘 보겠읍니다 전자기학2보다 이게 더 겁나네요
아닙니당.. 택이님은 전자기학2를 이해하시므로 이건 크게 어렵지 않으실거에요 ㅎ 적어도 벡터해석에 집중할 일은 없는 과목이라.. :)
전자회로 계속 올려주시나요?? 너무 어렵네요ㅜㅜ
공업수학 및 반도체공학이나 회로이론도 .. 바빠서 자주 못올리고 있어서 전자회로를 찍을 수 있을지 확신이 없습니다 ㅠㅠ
소수캐리어는 왜 존재하는지에 대해 답해주실수있나요??ㅠㅠ
이전에 도핑 및 다수캐리어에 대해서는 설명드렸으나, 소수캐리어는 자세히 설명하지 않았습니다 :)
이를 수식을 이용하여 설명드리기 위해서는 DOS(density of state), fermi dirac function 등을 사전지식으로 아셔야 하고, 그 둘을 곱한 후 가능한 모든 에너지에 대해 적분한다는 것의 의미가
왜 carrier concentration을 의미하는 것인지를 이해하셔야 하는데
제 채널에서는 아직 DOS 개념을 설명드리지 않았습니다.
그러한 여러 수식들을 풀이하여 얻을 수 있는 결과물만 설명 드리자면
전자(n)와 정공(p)의 concentration('농도'로 이해하시면 됩니다)의 곱은
온도 T가 고정이라면 '상수' 입니다.
(즉, np=constant 이며, 그 상수값 constant의 의미가 무엇인지는 궁금하실 경우에 자료 검색을 추천드립니다.)
여기서 질문자님의 직관에 상응하지 않는 이야기는 n+p가 아닌 np가 상수라는 것일 겁니다. 만약 n+p가 상수, 그 값을 예를 들어 100 이라고 한다면
도핑 되어 다수캐리어가 n이면 n=100 일 수도 있겠지만, 반도체공학의 교재를 따라가보시면 그것은 적절한 설명이 아닙니다. np=100 이라고 한다면, p=0이 되거나 할 수 없죠 :)
요약 하자면, 주어진 온도 T에 대해서 n과 p의 곱이 상수인 이유에 대해서는 반도체공학 개념 및 수식 풀이를 이용하여 알 수 있고, 다수캐리어가 존재한다는 것은 동시에 소수캐리어의 존재도 설명하는 것과 같습니다.
@@bosstudyroom 아하 그렇군요 친절한 설명 정말 감사드립니다!!영상 항상 잘보고있습니다ㅎㅎ
전자회로는 더이상 안올려주시나요ㅠㅠ 전자기학이랑 공업수학은 너무 잘 보고 있어요!!ㅠㅠ
안녕하세요 :)
제가 지금 맡고 있는 연구가
전에는 전자회로와 관련이 있는 부분이었는데, 최근에는 전혀 다른 분야여서.. 당분간은 더 제작하기가 쉽지 않을 것 같아요 ㅠ_ㅠ
(물론 전자기학, 공업수학, 기초 전기회로이론은 계속 업로드할 예정입니다)
전자회로는 이제 안올리시는 건가요..?
저도 연구 일정 등으로 바빠서 여러가지의 재생목록 영상을 다루기가 쉽지 않네요 ..
시간 상 어렵지 않을까 생각됩니다.
다 봤음
책에는 캐리어의 이동으로 공핍층이 생긴다고 돼있던데 아니였네요..
혹시 영상을 보셨다면, 제 영상의 내용도 캐리어의 이동으로 공핍층이 형성된다는 것입니다 :)
즉, 질문하신 것이 어떤 부분인지 모르겠어요
도너이온과 억셉터이온이 전기장을 형성하는 것은 맞지만
그 도너이온과 억셉터이온이 캐리어가 있게끔 만드는 것이므로
도너와 억셉터이온이 국소적인 공핍층을 형성했다는 부분은
캐리어의 확산, 즉 이동이 발생했다는 것을 의미합니다 :)
혹시 공핍층이 필요한 이유가있을까요??
공핍층으로 전류차단하는데 이용하기도 합니다.
설명이 너무 ..;
피드백 남길 부분이 있다면 편하게 말해도 괜찮습니다. 혹 질문이 있는건가요?