pn junction 에너지밴드

1. p-n Junction의 정성적 설명

pn 접합은 전자공학과 반도체 물리학에서 가장 기본적이고 중요한 구조 중 하나로, P형 반도체와 N형 반도체가 접촉하여 형성된다. P형 반도체는 구멍(hole)이라고 불리는 양성자에 부족한 전자를 가지고 있어 전기적으로 양의 전하를 띤다. N형 반도체는 다수 전자라고 불리는 자유 전자를 많이 포함하고 있어 전기적으로 음의 전하를 띤다. 이 둘이 만나면 다양한 현상이 발생하고, 이는 전자기기에서 다양한 응용을 가능하게 한다. pn 접합에서는 P형과 N형 반도체가 접촉하게 되면서 일어나는 전하의 이동이 중요하다. P형 반도체 쪽의 구멍은 N형 반도체 쪽의 자유 전자와 만나 전기적으로 중성 상태가 되려고 한다. 이 과정에서 N형 반도체에서 자유 전자가 P형 쪽으로 이동하면서 구멍을 서로 충전하게 되고, 동시에 P형 쪽의 구멍은 N형 쪽으로 이동하여 전자의 수가 줄어든다. 이러한 현상은 접합이 형성되는 순간부터 일어나며, 이로 인해 접합부에는 전기장이 발생한다. pn 접합의 가장 중요한 특징 중 하나는 전위 장벽(potential barrier) 형성이다. 이 전위 장벽은 n형과 p형 반도체의 접합부에서 전자와 구멍의 재정렬에 의해…(생략)