반도체의 원리는 무엇 인가요?
안녕하세요? 도체냐 부도체냐가 아니라 반도체라는것이 무슨원리로 돌아가길래 컴퓨터, 자동차, 전자장치에 안들어가는게 없는거 같습니다. 도데체 반도체의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
반도체는 어떤 특별한 조건하에서만 전기가 통하는 물질로, 필요에 따라 전류를 조절하는데 사용된다. 반도체에 가해진 전압이나 열, 조사된 빛의 파장에 따라서 전기전도도 값이 변화된다. 반도체의 전기전도도 값은 절연체의 값보다는 크고, 도체의 값보다는 작다. 온도가 증가함에 따라 도체, 즉 금속의 전기전도도는 감소하는데 비해 반도체의 전기전도도는 증가하는 특성을 보인다.
반도체 물질의 특성은 더해 준 불순물이나 첨가에 따라 달라진다. 이러한 특성으로 인해 반도체는 현대 과학기술 문명의 중심이 되는 전기전자산업에서 가장 핵심적인 요소를 구성하고 있는데, 주로 실리콘(Si)이 반도체 물질로 사용되고 있다. 따라서, 전자산업을 실리콘산업(silicon industry)이라고도 하고, 실리콘산업 관련 회사가 모여있는 미국 캘리포니아 주의 산호세(San Jose) 지역을 실리콘밸리(Silicon Valley)라고도 부른다. 전자산업에서 반도체를 활용하는 대표적인 반도체소자로는 다이오드와 트랜지스터가 있다.
출처:물리학백과
안녕하세요. 아하의 전기전자 분야 전문가입니다.
반도체는 전기전도도가 도체와 부도체의 중간에 위치하는 물질입니다. 이러한 특성은 전자와 정공(양공)이라는 입자의 움직임을 제어하는 능력 덕분에 가능합니다. 실리콘과 같은 물질에 불순물을 첨가하여 전자의 수를 조절할 수 있으며, 이를 통해 전류의 흐름을 제어합니다. 반도체는 이와 같은 전류 조절 능력 덕분에 트랜지스터와 같은 핵심 전자 부품의 역할을 하며, 이는 컴퓨터 내의 연산 및 저장 장치에서부터 다양한 전자 기기의 작동에 필수적입니다. 반도체 기술의 발전은 디바이스의 크기를 줄이고 성능을 향상시켜, 우리가 사용하는 많은 전자 장치에 없어서는 안 될 컴포넌트가 되었습니다.
안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
도체는 전기가 잘 통하는 물질이며 부도체는 전기를 통하지 않는 물질입니다.
반도체는 도체와 부도체의 중간 성질을 가진 물질입니다 일반적인 반도체 재료는 실리콘인데 반도체는 순수한 형태로 부도체 가깝지만 불순물 첨가해서 빛이나 열 전기장 등의 외부 자극으로 인해서 전기를 통할 수가 있습니다.
이렇게 전기를 통하는 도체와 통하지 않는 부도체 사이의 성질을 보이는 것을 반도체라고 합니다
전기가 통하는 성질을 제어해서 신호를 선택적으로 보낼 수 있기 때문에 이런 성질을 이용해서 컴퓨터의 프로세서나 메모리등을 만들 수 있습니다
안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다. P형 반도체 Si(실리콘)보다 가전자의 1개 적은 B(붕소)를 극히 소량 더해 주면 전자가 빠지는 현상발생 구멍을 정공정공이라함
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
반도체는 전기 전도도가 도체와 부도체의 중간 정도 되는 물질입니다. 순수한 상태의 반도체는 부도체처럼 전류가 거의 통하지 않지만, 특정 불순물을 첨가하면 전기전도도가 늘어나 도체처럼 전류가 흐르는 능력을 갖게 됩니다.
반도체의 원리는 전자와 정공의 이동에 있습니다. 전자는 음전하를 띠는 입자이고, 정공은 양전하를 띠는 빈 공간입니다. 반도체에 불순물을 첨가하면, 전자가 여분으로 생기거나, 정공이 생길 수 있습니다.
전자가 여분으로 생긴 반도체는 n형 반도체라고 합니다. n형 반도체에서는 전자가 자유롭게 이동하면서 전류를 흐르게 합니다. 정공이 생긴 반도체는 p형 반도체라고 합니다. p형 반도체에서는 정공이 자유롭게 이동하면서 전류를 흐르게 합니다.
반도체는 n형 반도체와 p형 반도체를 접합하여 사용합니다. n형 반도체와 p형 반도체를 접합하면, 접합면에 접합 전위가 발생합니다. 접합 전위는 n형 반도체에서 p형 반도체로 전자가 이동하는 것을 막습니다.
그러나, 외부에서 전압을 걸어주면, 접합 전위를 극복하고 전자가 이동하면서 전류가 흐르게 됩니다. 이 원리를 이용하여, 반도체는 트랜지스터, 다이오드, LED 등 다양한 전자 부품으로 사용됩니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
반도체는 도체와 부도체의 중간 정도의 전도도를 가지는 물질입니다.
수순 실리콘은 최외각 궤도에 4개의 전자가 존재합니다.
불순물을 첨가함녀 최외각 궤도에 5개의 전자가 존재하는 원자를 만들수있습니다.
이러한 현상은 정공이라고 합니다.
정공은 전자가 없는 자리이고 +1 양전하로 표기합니다.
반도체 칩안에서 전자가 정공이 있는 자리로 이동하면서 전기가 흐릅니다.
이것을 바탕으로 논리 회로를 구성하여 연산을 수행합니다.
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안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
반도체는 어떤 특별한 조건하에서만 전기가 통하는 물질로, 필요에 따라 전류를 조절하는데 사용된다. 반도체에 가해진 전압이나 열, 조사된 빛의 파장에 따라서 전기전도도 값이 변화된다. 반도체의 전기전도도 값은 절연체의 값보다는 크고, 도체의 값보다는 작다. 온도가 증가함에 따라 도체, 즉 금속의 전기전도도는 감소하는데 비해 반도체의 전기전도도는 증가하는 특성을 보인다.
반도체 물질의 특성은 더해 준 불순물이나 첨가에 따라 달라진다. 이러한 특성으로 인해 반도체는 현대 과학기술 문명의 중심이 되는 전기전자산업에서 가장 핵심적인 요소를 구성하고 있는데, 주로 실리콘(Si)이 반도체 물질로 사용되고 있다. 따라서, 전자산업을 실리콘산업(silicon industry)이라고도 하고, 실리콘산업 관련 회사가 모여있는 미국 캘리포니아 주의 산호세(San Jose) 지역을 실리콘밸리(Silicon Valley)라고도 부른다. 전자산업에서 반도체를 활용하는 대표적인 반도체소자로는 다이오드와 트랜지스터가 있다.
반도체에 대한 보다 근본적인 이해를 하기 위해서는 반도체 물질 내에서 움직이는 전자의 운동을 양자역학적으로 이해해야 한다. 결정 격자를 이루는 고체 물질은 격자의 주기성으로 인해 물질 내의 전자가 에너지띠를 형성하는데, 그림 1과 같이 원자가띠(valence band)와 전도띠(conduction band) 사이의 너무 크지 않은 적당한 크기의 띠틈을 가지고 있는 물질이 반도체가 된다.
가득찬 원자가띠와 비어있는 전도띠를 보여주는 반도체의 띠구조. 페르미 준위는 금지된 띠틈 (전도띠와 원자가띠 사이) 속에 있다.
반도체란 절대 영도에서 가장 위의 원자가띠가 완전히 차 있는 고체이다. 다르게 말하자면, 전자의 페르미 에너지가 금지된 띠틈에 있는 것을 말한다. (절대 영도에서 전자 상태가 어느 수준까지만 차 있게 되는데, 이를 페르미 에너지라고 한다.)
실온에서는 전자 분포가 조금 흐트러지는 현상이 발생한다. 물론 조금이긴 하지만, 무시할 수 없는 만큼의 전자가 에너지 띠간격을 넘어서 전도띠로 간다. 전도띠로 갈만큼 충분한 에너지를 가지고 있는 전자는 이웃하고 있는 원자와의 공유결합을 끊고, 자유롭게 이동할 수 있는 상태가 돼서 전하가 전도한다. 이렇게 전자가 뛰쳐나온 공유결합은 전자가 부족해지게 된다.(또는 자유롭게 이동할 수 있는 양공이 생겼다고도 볼 수 있다. 양공은 사실 그 자체가 움직이는 것은 아니지만, 주변의 전자가 움직여서 그 양공을 메우면 양공이 그 전자가 있던 자리로 옮겨간 것처럼 보인다.
도체와 반도체의 중요한 차이점은, 반도체에서는 전류가 흐르는 경우 전자와 양공이 모두 이동한다는 것이다. 이와 달리 금속은 페르미 준위가 전도띠 안에 있기 때문에 그 전도띠는 일부만 전자로 채워진다. 이 경우에는 전자가 다른 비어있는 상태로 이동하기 위해 필요한 에너지가 적고, 그래서 전류가 잘 흐른다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
반도체의 원리는 전자의 이동과 관련이 있습니다. 반도체는 전기를 잘 통하는 도체와 전기를 잘 차단하는 부도체의 중간 성질을 가지고 있습니다. 이러한 성질은 반도체 내부의 원자 구조와 전자의 이동에 의해 결정됩니다. 반도체의 원자 구조는 외부에서 전기를 가하면 전자가 이동할 수 있는 에너지 대역을 가지고 있습니다. 이 에너지 대역은 전자가 이동할 수 있는 허용된 상태와 이동할 수 없는 금지된 상태로 나뉩니다. 이 때 외부에서 전기를 가하면 전자는 허용된 상태에서 금지된 상태로 이동할 수 있습니다. 이러한 전자의 이동으로 인해 반도체는 전기를 잘 통하는 도체가 될 수도 있고 전기를 잘 차단하는 부도체가 될 수도 있습니다. 이러한 원리를 이용하여 반도체 소자를 만들어 컴퓨터 자동차 전자장치 등 다양한 분야에서 사용할 수 있게 됩니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
반도체는 이름에서 알 수 있듯이 도체와 부도체 사이의 성질을 가진 물질을 말합니다. 도체는 전기를 잘 통하고, 부도체는 전기를 잘 통하지 않습니다.반도체는 특정 조건에서는 전기를 잘 통하게 하고, 다른 조건에서는 전기를 잘 통하지 않게 하는 성질을 가집니다. 이런 특성 때문에 반도체는 전자 장치의 스위치나 증폭기 등으로 사용될 수 있습니다.
반도체의 가장 대표적인 예는 실리콘입니다. 순수한 실리콘은 전기를 잘 통하지 않지만, 아주 약간의 불순물을 첨가하면 전기를 통하기 시작합니다. 이렇게 불순물을 첨가하여 반도체의 성질을 바꾸는 것을 '도핑(Doping)'이라고 합니다.
반도체는 이러한 성질 덕분에 다양한 전자 장치에 활용됩니다. 예를 들어, 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)는 수백만 개의 트랜지스터라는 반도체 스위치를 포함하고 있습니다. 이 트랜지스터들이 전기 신호를 제어함으로써 컴퓨터가 계산하고, 메모리에 데이터를 저장하고, 화면에 이미지를 표시하는 등의 작업을 수행합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
전기적 신호를 제어하고 증폭하는 역할을 합니다. 반도체 소자들은 일반적으로 실리콘으로 만들어지며, 그 안에는 양극과 음극, 그리고 게이트로 구성된 트랜지스터가 있습니다. 트랜지스터는 전류의 흐름을 제어하여 전기 신호를 증폭하거나 전기 회로를 스위치하는 역할을 합니다
안녕하세요. 서수용 과학전문가입니다.반도체는 전기제어가 되는 제품들에게 없어서 않되는 존재입니다 어떠한 조건이 충족되었을때만 전기를 통하게 하여서 전자제품들을 작동시킵니다