재료-소개

마다 material본질적으로 특정 속성이 있습니다. 이러한 속성은 재료의 동작을 정의합니다. 재료 과학은 전자가 다양한 조건에 처했을 때 다양한 재료 또는 공간에서 전자의 흐름을 연구하는 전자 분야입니다.

고체에서 원자가 혼합되어 단일 에너지 레벨 대신 에너지 레벨 밴드가 형성됩니다. 밀접하게 포장 된 이러한 일련의 에너지 수준을Energy bands.

재료의 종류

원자가 전자가 존재하는 에너지 대역을 Valence band, 전도 전자가 존재하는 밴드는 Conduction band. 이 두 밴드 사이의 에너지 갭을 다음과 같이 부릅니다.Forbidden energy gap.

전자적으로 재료는 절연체, 반도체 및 전도체로 광범위하게 분류됩니다.

• Insulators− 절연체는 금지 된 간격이 커서 전도가 발생할 수없는 물질입니다. 예 : 목재, 고무.

• Semiconductors− 반도체는 금지 된 에너지 갭이 작고 외부 에너지가 가해지면 전도가 발생하는 물질입니다. 예 : 실리콘, 게르마늄.

• Conductors− 도체는 가전 자대와 전도대가 매우 가까워져 겹치면서 금지 된 에너지 갭이 사라지는 물질입니다. 예 : 구리, 알루미늄.

세 가지 모두 절연체는 전기에 대한 저항이 필요한 곳에 사용되고 전도체는 전도가 높아야하는 곳에 사용됩니다. 반도체는 사용 방법에 대한 특별한 관심을 불러 일으키는 것들입니다.

반도체

ㅏ Semiconductor도체와 절연체 사이에 저항이있는 물질입니다. 비저항의 특성은 물질을 반도체로 결정하는 유일한 것이 아니라 다음과 같은 특성이 거의 없습니다.

• 반도체는 절연체보다 작고 도체보다 높은 저항을 가지고 있습니다.

• 반도체는 음의 온도 계수가 있습니다. 반도체의 저항은 온도가 감소함에 따라 증가하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

• 반도체에 적합한 금속 불순물이 첨가되면 반도체의 전도 특성이 변하는데, 이는 매우 중요한 특성입니다.

반도체 장치는 전자 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 트랜지스터는 부피가 큰 진공관을 대체하여 장치의 크기와 비용이 감소했으며이 혁명은 계속해서 속도를 높여 통합 전자 장치와 같은 새로운 발명품으로 이어졌습니다. 반도체는 아래와 같이 분류 할 수 있습니다.

극도로 순수한 형태의 반도체는 intrinsic semiconductor. 그러나이 순수한 형태의 전도 능력은 너무 낮습니다. 진성 반도체의 전도 능력을 높이기 위해서는 약간의 불순물을 첨가하는 것이 좋습니다. 이 불순물을 첨가하는 과정을Doping. 자,이 도핑 된 진성 반도체는Extrinsic Semiconductor.

첨가 된 불순물은 일반적으로 pentavalent 과 trivalent불순물. 이러한 유형의 불순물에 따라 다른 분류가 수행됩니다. 때pentavalent 순수 반도체에 불순물이 첨가되어 N-type extrinsic Semiconductor. 또한trivalent 순수 반도체에 불순물이 첨가되어 P-type extrinsic Semiconductor.

PN 접합

전자가 그 자리에서 움직일 때 거기에 구멍이 생긴다고합니다. 따라서 구멍은 전자가없는 것입니다. 전자가 음에서 양의 단자로 이동한다고한다면 이는 구멍이 양에서 음의 단자로 이동하고 있음을 의미합니다.

위에서 언급 한 재료는 반도체 기술의 기본입니다. 그만큼N-type 5가 불순물을 첨가하여 형성된 물질은 electrons as its majority carriers소수 캐리어로서의 구멍. 동안,P-type 3가 불순물을 첨가하여 형성된 물질은 holes as its majority carriers 소수 운반체로서의 전자.

P와 N 재료가 결합 될 때 어떤 일이 발생하는지 이해하려고 노력합시다.

아래 그림과 같이 P 형과 N 형 재료를 서로 가까이 가져 가면 둘 다 결합하여 접합을 형성합니다.

P 형 재료는 holes 로 majority carriers N 형 재료는 electrons 로 majority carriers. 반대 전하가 끌 리면 P 형의 정공이 n 측으로 이동하는 경향이있는 반면 N 형의 전자는 P 측으로 이동하는 경향이 있습니다.

둘 다 접합부를 향해 이동함에 따라 정공과 전자가 서로 재결합하여 이온을 중화하고 형성합니다. 이제이 접합부에는 양이온과 음이온이 형성되는 영역이 있습니다.PN junction 또는 그림과 같이 접합 장벽.

P 측에 음이온이 형성되고 N 측에 양이온이 형성되면 PN 접합의 양쪽에 좁은 전하 영역이 형성됩니다. 이 영역은 이제 이동식 전하 캐리어가 없습니다. 여기에 존재하는 이온은 고정되어 있으며 전하 캐리어없이 이들 사이의 공간 영역을 유지합니다.

이 영역이 P 형과 N 형 재료 사이의 장벽 역할을하므로이를 Barrier junction. 이것은 다음과 같은 다른 이름이 있습니다.Depletion region두 지역 모두 고갈된다는 의미입니다. 이온 형성으로 인해 전위차 V _D 가 발생합니다.Potential Barrier접합부를 통해 정공과 전자의 추가 이동을 방지하기 때문입니다. 이 형성은Diode.

다이오드 바이어스

다이오드 또는 두 개의 터미널 구성 요소가 회로에 연결되면 주어진 전원에 두 개의 바이어스 조건이 있습니다. 그들은Forward biased 조건 및 Reverse biased 질환.

순방향 바이어스 조건

다이오드가 회로에 연결되면 anode to the positive 터미널 및 cathode to the negative 공급 단자의 경우 이러한 연결은 forward biased 질환.

이러한 종류의 연결은 회로를 점점 더 순방향 바이어스하고 더 많은 전도를 돕습니다. 다이오드는 순방향 바이어스 상태에서 잘 작동합니다.

역 바이어스 조건

다이오드가 회로에 연결되면 anode to the negative 터미널 및 cathode to the positive 공급 단자의 경우 이러한 연결은 Reverse biased 질환.

이러한 종류의 연결은 회로를 점점 더 역방향으로 바이어스하고 전도를 최소화하고 방지하는 데 도움이됩니다. 다이오드는 역 바이어스 상태에서 전도 할 수 없습니다.

위의 정보를 통해 이제 PN 접합이 무엇인지 알 수 있습니다. 이 지식을 바탕으로 다음 장에서 트랜지스터에 대해 알아 보겠습니다.