반도체 물리

빛의 조사나 전류 주입으로 열평형에서 벗어난 반도체에서, 전자 밀도와 정공 밀도를 각각 나타내기 위해 도입하는 준위를 무엇이라 하는가?

  1. A도너 준위
  2. B준페르미 준위
  3. 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.
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