학문
반도체는 어떤 원리로 작동하는 것인가요?
오늘날 반도체는 가전제품, 핸드폰, 자동차 등 전기가 필요한 제품에는 사용되지 않는 곳이 없는데요.
이것은 어떻게 발명이 되었으며, 작동 원리는 무엇인가요?
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반도체라는 것은 전압이 가해지게 되면 열이나 빛의 파장에 의해 전도도가 바뀌는 것을 의미합니다.
이러한 특징이 전자기기에서 저장소로 이용하거나 기기자체를 구동하는 원리가 됩니다.
안녕하세요
반도체는 전자의 에너지 상태 변화를 이용하여 작동합니다
반도체 물질의 원자들은 전자를 공유하며 전도 대역이라는 에너지 범위에 머무르지만, 금지 대역이라는 전자가 존재할 수 없는 에너지 범위도 존재합니다. 순수한 반도체는 전자가 거의 없어 전류가 흐르지 않지만, P형 불순물을 첨가하면 정공이 발생하고, N형 불순물을 첨가하면 잉여 전자가 발생합니다. P형과 N형 반도체를 접합하면 PN 접합이 형성되고, 전자-정공 재결합으로 인해 공핍층이 발생하여 전하가 거의 존재하지 않게 됩니다. 이때 외부 전압을 가하면 공핍층의 너비가 변하고 전류가 흐르게 됩니다.
이러한 원리를 바탕으로 다이오드, 트랜지스터 등 다양한 반도체 소자가 만들어지며, 이 소자들이 모여 집적회로(IC)를 구성합니다. IC는 컴퓨터, 스마트폰, 자동차 등 현대 전자기기의 핵심 부품으로 사용되고 있습니다