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[화학공학실험] LED 및 LD특성평가

등록일 : 2013-05-08
갱신일 : 2013-05-08


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[화학공학실험] LED 및 LD특성평가
1.서론
1)실험목적
전도체와 LED, LD등의 개념과 원리를 익힌다. LED의 극성(순방향바이어스와 역방향바이어스)을 알아보고, LED와 LD의 특성평가를 통해 이것들이 의미하는 것을 알아본다.

2)이론
반도체는 전기적인 도체와 절연체 사이의 저항 값을 가지는 고체이다. 반도체 제품으로는 트랜지스터, 접합 다이오드, IC, SCR 등 헤아릴 수 없을 정도로 많다. 그 중에서 가장 기본이라고 할 수 있는 것이 반도체 다이오드이다. 이때 다이오드란, di-electrode의 의미에서 유래된 말로 일반적으로 반도체 2단자소자라고 한다
반도체 다이오드는 여러 가지 기능을 가지지만 그 중 가장 대표적인 것은 순방향도통, 역방향차단 특성이다. 즉, 다이오드에 순방향 전압이 인가되면 부하전류에 해당하는 만큼의 전류를 통과시키고 역방향의 전압이 인가되면 전류를 거의 통과시키지 않는다. 이것은 순방향 저항이 낮은 반면에 역방향 저항은 높기 때문이다.
현재 반도체 소자를 만드는 주재료는 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)이다. Si와 Ge은 실질적인 반도체 재료로 공정에 투입되기 위해 높은 순도여야만 한다. 순수상태에서 반도체의 전도율은 매우 낮은데, 여기에 불순물을 첨가하면 전도율을 증가 시킬 수 있다. 이때 불순물을 첨가시키는 것을 ‘도핑’이라고 하고, 도핑은 원자간의 전자결합구조를 변화시켜 전류 캐리어를 공급하고 전도율을 증가시킨다.
5가 원소인 안티몬(Sb), 비소(As) 같은 물질은 자유전자 수를 증가시킴으로써 Si의 전도율을 증가시키는데, 이러한 반도체를 `N형 반도체`라 한다(그림1). N형 반도체는 약간의 정공이 존재하지만 대부분의 경우 자유전자에 의한 전류흐름이 발생한다. 즉, N형 반도체에서 다수 캐리어는 자유전자이고, 소수캐리어는 정공이다.
3가 원소인 인듐(In), 갈륨(Ga)같은 물질은 정공 수를 증가시킴으로써 Si의 전도율을 증가시키는데, 이러한 반도체를 `P형 반도체`라 한다(그림2). P형 반도체는 약간의 자유전자가 존재하지만…(생략)
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