2.4.State and Carrier Distributions Density of States

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1 2.4.State and Carrier Distributions 2.4.1. Density of States
.캐리어 분포와 농도를 결정하는데 필수적인 요소. .준위의 에너지 밀도. .전도대역과 가전자대역 내에 에너지 준위, E에 얼마나 많은 States들이 존재할 수 있는가를 나타냄.

2 -gc(E)가 Ec일 때 gc(E) = 0 ; 전도대역 속으로 상승할수록 에너지의 제곱근에 따라 비례하여 증가한다
-gc(E)가 Ec일 때 gc(E) = 0 ; 전도대역 속으로 상승할수록 에너지의 제곱근에 따라 비례하여 증가한다 gv(E) 가 Ev일 때 gv(E) = 0 ; 가전자대역 속으로 내려갈수록 에너지의 제곱근에 따라 증가한다.

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4 2.4.2.Fermi-Dirac Distribution Functions

5 2.4.3. Equilibrium distribution of Carriers

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8 2.5.평형 상태의 캐리어 농도 2.5.1.n과 p의 공식

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11 2.5.2.n과 p의 또 다른 표현방법 2.5.3.ni와 np의 곱

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13 2.5.4. Charge Neutrality Relationship

14 2.5.5. Carrier Concentration Calculation

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16 2.5.6.EF의 결정

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18 문제 2-6: Si 시료가 boron 이 1E14으로 doping 된다
문제 2-6: Si 시료가 boron 이 1E14으로 doping 된다. EF-Ei를 계산하고 Si시료에 대해서 자세한 에너지 대역도를 그려라. 풀이 : NA = 10E14/cm^3인 Si시료는 300K이다. 식 2.36을 이용하면 Ei가 중앙간극 아래 eV에 위치함을 알 수 있다. (300K일 때 Si시료에서의 Ei위치는 식 2.36에서도 볼 수 있다.) 다음으로 식 2.38b를 적용하면 다음을 알 수 있다. Ei와 EF의 위치로부터 추측된 에너지 대역도가 그림 E2.6(a)에 보인다.

19 2.5.7.캐리어 농도의 온도 의존성

20 2.6 요약 캐리어 모델링을 하는 과정에서 평형상태 반도체 내의 캐리어들을 설명하고, 특징들을 살펴보았다.
캐리어 모델링을 하는 과정에서 평형상태 반도체 내의 캐리어들을 설명하고, 특징들을 살펴보았다. 결합 모델과 에너지 대역 모델을 소개하였다. 캐리어를 전자와 정공을 입자로 생각하며 전자의 전하는 -q, 정공은 +q, 그리고 유효질량은 각각 mn*와 mp*. 진성 물질에서 캐리어 (전자, 정공) 숫자는 서로 동수며 비교적 작다. 캐리어 농도는 특별한 불순물이나 도펀트들을 반도체에 넣음으로써 선택적으로 증가시킬 수가 있다. 도핑된 반도체의 캐리어 농도를 결정하는 문제를 학습바람. n과 p의 관계식(식 2.19), np의 곱(식 2.22), 전하 중성도 관계식(식 2.25), 그리고 상온의 대표적인 반도체에 적당히 간략화된 n과 p의 공식(식 2.30과 2.31)은 특별히 기억. 진성 반도체, 도너, 억셉터, 축퇴되지 않은 반도체, 페르미 준위 등의 정리해 둘 필요.

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