반도체 물리
실리콘의 진성 페르미 준위가 밴드갭의 정중앙에서 약간 어긋나는 이유로 올바른 것은?
- A온도가 오르면 밴드갭이 없어지기 때문에
- B전도대와 가전자대의 유효 상태 밀도(유효 질량)가 다르기 때문에
- C실리콘 결정에는 반드시 불순물이 포함되어 있기 때문에
정답과 해설 보기
정답: B. 전도대와 가전자대의 유효 상태 밀도(유효 질량)가 다르기 때문에
진성 반도체에서는 전자 밀도와 정공 밀도가 같아지는 위치에 페르미 준위가 옵니다. 전도대와 가전자대의 유효 상태 밀도는 유효 질량의 차이로 같지 않으므로(Nc > Nv) Ei = (Ec+Ev)/2 + (kT/2)·ln(Nv/Nc)가 되며, 실리콘에서는 중앙보다 약 0.01 eV 가전자대 쪽으로 어긋납니다. 갭 1.12 eV에 비하면 작아서 보통은 거의 중앙으로 보고 계산합니다.
- A. 온도가 올라가도 밴드갭은 없어지지 않습니다.
- B. 올바릅니다. 유효 상태 밀도의 차이로 약간 어긋납니다.
- C. 진성 페르미 준위는 불순물이 없는 이상적인 경우를 생각한 것입니다.