반도체 물리
빛의 조사나 전류 주입으로 열평형에서 벗어난 반도체에서, 전자 밀도와 정공 밀도를 각각 나타내기 위해 도입하는 준위를 무엇이라 하는가?
- A도너 준위
- B준페르미 준위
- C진성 페르미 준위
정답과 해설 보기
정답: B. 준페르미 준위
빛의 조사나 전류 주입으로 열평형에서 벗어나면 하나의 페르미 준위로는 전자와 정공의 밀도를 동시에 나타낼 수 없습니다. 그래서 전자용과 정공용 준페르미 준위(이므레프)를 따로 정하여 n = ni·exp((EFn−Ei)/kT)와 같이 다룹니다. 둘의 차는 np = ni²·exp(ΔEF/kT)의 관계를 통해 PN 접합에 걸리는 전압이나 태양전지의 개방 전압에 대응합니다. 전류는 준페르미 준위의 기울기에 비례하여 흐릅니다.
- A. 도너 준위는 도너 불순물이 만드는 전도대 근처의 준위입니다.
- B. 올바릅니다. 비평형에서는 전자와 정공에 별도의 준페르미 준위를 사용합니다.
- C. 진성 페르미 준위는 진성 반도체의 페르미 준위로, 거의 밴드갭의 중앙에 있습니다.