반도체의 원리(P-N Junction)

1. 반도체란 무엇인가

반도체란 특정한 전기적 특성을 가진 물질로, 전도체와 절연체 사이의 성질을 지닌다. 반도체는 고온에서 전류를 잘 전달할 수 있지만, 저온에서는 전류 흐름이 거의 없거나 낮은 전기 전도도를 가진다. 이러한 성질은 전자와 정공의 밀도, 즉 전하 운반자의 수에 의해 크게 좌우된다. 반도체는 일반적으로 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소 등과 같은 원소들로 이루어져 있으며, 이들은 특정한 조건 하에서 전도체로의 기능을 할 수 있다. 반도체의 기본적인 구조는 원자들이 규칙적으로 배열된 결정 형태를 가지고 있다. 이 결정 구조 내에서 원자들은 각각의 원자 껍질에 전자를 가지고 있으며, 이 전자들은 원자 간의 결합을 형성하는 데 중요한 역할을 한다. 일반적으로 반도체는 네 개의 원자가 전자를 가진 원소들로 만들어지며, 이는 주기율표에서 탄소족 원소에 해당된다. 실리콘은 이러한 반도체 중 가장 널리 사용되며, 자연에서 풍부하게 존재하고, 대량 생산이 가능하다. 반도체의 전기적 특성은 도체와 절연체의 경계에 있는 것으로, 반도체의 전도성은 온도, 불순물 농도 및 외부 전기장 등 여러 요인에 따라 변화한다. 순수한 반도체는 낮…(생략)