반도체란?

개념

도체와 부도체의 중간 정도의 저항률을 가지는 물질로 외부조건에 따라 도체 혹은 절연체에 가까운 성질을 나타낸다고 한다.

구체적으로 다음과 4가지 성질을 가진다고 한다.

• Resistivity가 0.01 Ω·cm~ 10⁸Ω·cm 정도
• 전기저항의 온도계수가 음(-)으로 나타남
• 반도체 물질 내에 불순물 (금속원자)를 첨가할 시 전기저항이 크게 변함
• 광전효과, 홀효과, 정류작용이 나타남

 

 

 

Energy Band 이론에 따른 분류

Enerygy band 이론에 따르면 반도체는 다음 그림과 같은 band gap을 가진다.

https://namu.wiki/w/%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4

도체는 Valence band (원자가띠, 최외각 전자가 존재)가 Conduction band(전도띠)가 붙어있기에 전자(정공)가 쉽게 이동함

부도체는 Valence band와 Conduction band 사이의 energy gap이 크기에 전자(정공)가 쉽게 이동하지 않음

반도체는 Valence band와 Conduction band 사이의 energy gap이 적절히 작기에 전자(정공)가 어느정도 이동할 수 있으며, 열을 가하거나 빛을 째면(즉 광전효과) 전자(정공)가 더 많이 이동함

 

이때 캐리어(전자, 정공)이 반도체 내부에서 움직이며 전기를 흐르게 한다.

 

 

 

 

원소 반도체

대표적인 원소 반도체는 다음과 같다 (4족 원소)

• Si 실리콘
• Ge 게르마늄

실리콘 원자는 공유결합을 통해 실리콘 원소 반도체를 형성한다.