진성 반도체
외인성 반도체
진성 반도체(intrinsic semiconductor)
순수한 재료의 고유한 전자 구조에 의한 전기적 특성을 지닌다.
외인성 반도체(extrinsic)
전기적 특성이 불순물에 의하여 좌우된다.
진성 반도체의 경우 전자가 꽉 채워진 가전자대와 비어 있는 전자대가
2eV이내의 작은 에너지 밴드 갭으로 분리 되어 있다.
원소 반도체는 Si(실리콘), Ge(게르마늄)이 있으며
각각 1.1eV 0.7eV의 에너지 밴드 갭을 가진다.
원소주기율표의 13족과 15족 12족과 16족의 화합물은
반도체 특성을 띄며 모두 공유결합을 하고 있다.
11족과 17족의 화합물은 반도체가 되지 못한다.
전기음성도가 크기 때문에 이온결합을 하기 때문이다.
화합물 반도체에서 두 원소가 주기율표 상에서 멀리 떨어져 있을수록
원자 결합이 보다 강한 이온 결합성을 띠게 되며,
밴드갭이 증가한다
정공이란?
하나의 전자가 전도대로 여기될 때 마다 공유결합을 하고 있던 전자 하나를 잃어버린다.
하나의 정공은 가전자대에서 비어있는 하나의 전자 준위에 해당됨
전기장이 가해지면 결정 격자내에서 전자를 잃어버린 자리는
이 빈자리를 채우려고 계속해서 움직이는 다른 가전자에 의하여
상대적으로 마치 전기장에 의해서 움직이는 것 처럼 여겨진다.
전자가 빠진 자리 양이온 입자, 즉 정공이다.
전공은(1.6X10^-19)이다.
금속에서는 차 있는 준위에서 비어 있는 준위로의 전이가 주로 같은 밴드이다.
즉 에너지 밴드 갭이 없기 때문에 정공이 생기지 않는다.
진성 반도체의 진성 전도도는 전자수X전자이동도 + 정공의수X전공의이동도이다.
전자의 이동도는 정공의 이동도 보다 항상 크며
하나의 전자는 하나의 정공을 남기기 때문에 위와 같이 표현 할 수 있다.
진성 운반자 농도는 위의 마지막 식과 같다.
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