바이어싱 금속-반도체 접합에는 접합에 전압을 가하는 작업이 포함됩니다. 구체적으로, 금속은 전압원에 연결되고 반도체는 접지됩니다. 이 기술은 다이오드, 트랜지스터, 광전지 등 전자 장치에서 전류 흐름의 방향과 크기를 제어하는 데 필수적입니다.
반도체가 n형인 쇼트키 접합에서 반도체를 기준으로 금속에 양의 전압을 가하면 페르미 레벨이 감소합니다. 이는 반도체의 전자가 금속으로 이동하기 위해 극복해야 하는 에너지 장벽을 낮춥니다. 이를 통해 반도체에서 금속으로 전자의 상당한 흐름이 가능해지며 접합이 순방향 바이어스될 때 전류가 급격히 증가합니다. 음의 전압이 가해지면 상황은 반전됩니다. 금속의 페르미 준위가 상승하여 반도체에서 금속으로의 전자 흐름에 대한 장벽이 강화됩니다. 그럼에도 불구하고 소수의 전자가 장벽을 극복하여 약간의 역바이어스 전류를 생성할 수 있습니다.
옴 접합은 다르게 동작합니다. 중요한 장벽이 없기 때문에 약간의 양의 전압이라도 큰 순방향 바이어스 전류를 유도하여 반도체에서 금속으로 전자가 쉽게 흐르게 할 수 있습니다. 역바이어스에서는 금속에서 반도체로의 전자 흐름에 대한 최소한의 장벽이 존재하지만 역바이어스 전압이 수십 볼트를 초과하면 이 장벽은 효과적으로 사라집니다.
p형 반도체의 상호작용 역학은 변화합니다. 쇼트키 접합과 옴 접합 모두에서 n형 반도체에 대해 설명된 동작이 반대입니다. 바이어스를 통해 전류 흐름을 조작하는 능력은 많은 전자 부품의 작동에 필수적이며 광범위한 장치의 기능에 대한 기반을 제공합니다.
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