반도체 소자에서 PN 접합은 어떻게 형성되고, 이를 이용한 다이오드 동작 원리는 무엇인가요? 공부 중인데 너무 어렵습니다. 궁굼합니다.

Question

화목한다람쥐109 · Accepted Answer

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.p형반도체와 n형반도체를 접한건데요 순방향 전압이 걸리면 많은 양공들이 n영역으로, 또 많은 전자들은 p영역으로 이동하여 전자와 양공이 다시 결합할 때, 접합면 간격과 거의 같은 에너지를 가진 광자를방출합니다

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.PN 접합은 P형과 N형 반도체를 접합시켜 만들어집니다. 이 과정에서 P형 반도체의 양공이 N형 반도체의 전자와 재결합하면서 양의 이온과 음의 이온을 형성합니다. 이로 인해 PN 접합 지역에서 양이온과 음이온의 농도가 높아지고, 이에 따라 전하의 균형이 이루어집니다. 이때 형성된 영역은 "공간전하 영역(depletion region)"이라고도 알려져 있습니다.다이오드는 PN 접합을 기반으로 동작하는 반도체 소자입니다. 다이오드는 양방향 전류의 흐름을 허용하지 않는 반도체 소자로, PN 접합의 특성을 이용하여 동작합니다. PN 접합에서는 양쪽 반도체 영역의 농도 차이로 인해 전자와 양공이 재결합하여 전하의 이동이 어렵게 됩니다.정방향 전압을 가할 경우, P형 반도체에 양극(+)이, N형 반도체에 음극(-)이 연결됩니다. 이때, 양극에서는 양공이 생성되고, 음극에서는 전자가 생성됩니다. 양극 쪽의 양공과 음극 쪽의 전자는 PN 접합 지역에서 만나 재결합하게 되어 전류가 흐릅니다. 이 상태를 "정방향 편극(forward bias)"이라고 합니다.역방향 전압을 가할 경우, P형 반도체에 음극(-)이, N형 반도체에 양극(+)이 연결됩니다. 이때, 양극에서는 양공이 생성되고, 음극에서는 전자가 생성됩니다. 그러나 PN 접합 지역에서는 양극에서 양공과 음극에서 전자가 만나 재결합하여 전류의 흐름이 차단됩니다. 이 상태를 "역방향 편극(reverse bias)"이라고 합니다.

전기·전자

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반도체 소자에서 PN 접합은 어떻게 형성되고, 이를 이용한 다이오드 동작 원리는 무엇인가요?