반도체 물리
n형 실리콘을 극저온까지 냉각했을 때 캐리어 밀도가 크게 감소하는 이유로 올바른 것은?
- A온도가 내려가면 불순물의 수가 줄어들기 때문에
- B저온에서는 이동도가 0이 되기 때문에
- C열에너지가 부족하여 도너에서 전자가 전도대로 여기되지 않게 되기 때문에(캐리어 동결)
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정답: C. 열에너지가 부족하여 도너에서 전자가 전도대로 여기되지 않게 되기 때문에(캐리어 동결)
도너 준위는 얕다고 해도 전자를 전도대로 내보내려면 약간의 열에너지가 필요합니다. 실리콘에서는 대략 100 K 이하에서 열이 부족해져 전자가 도너에 구속된 채로 남게 되고 캐리어 밀도가 급감합니다(프리즈 아웃). 반대로 고온에서는 진성 캐리어가 도너 농도를 웃돌아 불순물로 도전형을 정할 수 없게 됩니다. 그 사이의, 캐리어 밀도가 거의 도너 농도로 일정한 범위가 소자가 사용되는 온도 영역입니다.