불순물이 순수한 반도체에 들어가게 되면 왜 전류가 더 잘 흐르는 건가요??
안녕하세요 하얀도화지113입니다.
불순물이 순수한 반도체에 들어가게 되면 왜 전류가 더 잘 흐르는 건가요??
오히려 불순물로 인해 안흘러야되는거 아닌가요?
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어입니다.
순수한 반도체에 불순물을 첨가하는 과정을 '도핑'이라고 합니다. 이 도핑을 통해 전도성을 개선합니다. 반도체에 특정 불순물을 첨가하면 전자의 개수가 증가하거나 구멍이 생기게 됩니다. 이러한 변화는 전자 이동성을 증가시켜 전류의 흐름을 원활하게 합니다. 불순물이 생기는 부정적인 의미와 달리, 반도체에서는 의도적으로 전도성을 높이기 위한 필수 단계입니다. n형 반도체는 전자를 추가하고, p형은 양공(전자 빈 자리)을 만듭니다. 이 두 가지 도핑 방법을 통해 반도체의 전기적 성질을 원하는 대로 제어할 수 있습니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
반도체에 불순물을 첨가하는 과정을 도핑이라고 하며, 이를 통해 전기적 특성이 향상됩니다. 순수한 반도체는 전자를 쉽게 이동시키지 못하지만, 도핑된 반도체는 불순물로 인해 전자 또는 정공의 수가 증가하게 됩니다. 이를 통해 전하 운반체의 농도가 높아져 전류가 더 잘 흐르게 됩니다. 예를 들어, n형 반도체는 더 많은 전자를, p형 반도체는 더 많은 정공을 가지게 만들어 전도성을 높이는 것입니다. 불순물이 전류 흐름을 방해하기보다는 오히려 전기적 특성을 조절하고 향상시키는 역할을 합니다.
좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요.
반도체에 불순물을 첨가하는 과정을 doping이라 하며, 이는 반도체 전도성을 높이는 효과를 가지고 있습니다. 일반적으로 Si의 경우 최외각 전자가 4개를 가지고 있는데, 여기에 5가 원소인 인(P), 비소(As) 등을 첨가하면, 추가적인 전자를 제공하게 되며 이는 자유 전자로 작용하여 전류를 잘 흐르게 하는 특성을 지니게 됩니다. 반대로 3가 원소인 붕소(B), 갈륨(Ga)을 사용하면, 전자가 하나 적기 때문에, 홀을 형성시킵니다. 따라서 정공(홀)로 인하여 전도성이 향상되는 원리입니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 수순한 물은 물분자 자체로 이온화되지 않아서 전기가 통하지 않습니다. 하지만 우리가 아는 물이라고하는 것은 그 안에 불순물로 나트륨이온이나 칼륨, 칼슘이온들이 포함되어 있어서 그로 인해서 전기가 통하는 것입니다. 물로 보면 수순물은 전기가 통하지 않으나 그 안에 불순물로 인해서 전기가 통하는 것입니다. 반도체도 동일합니다. 반도체도 규소로 되어 있어서 규소는 전기가 통하지 않아서 반도체의 성질인 도체의 성질을 가지지 못합니다. 그런데 여기에 불순물을 첨가하여서 반도체의 성질을 가능하도록하는 것입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
순수한 반도체의 원자들은 서로 강하게 결합하여 전자가 자유롭게 움직일 수 있는 공간이 거의 없습니다. 하지만 불순물 원자를 첨가하면 결정 구조에 틈이 생기고, 이 틈을 통해 전자가 자유롭게 이동할 수 있게 됩니다. 마치 꽉 막힌 도로에 새로운 길을 내어 차량이 더 원활하게 이동할 수 있도록 하는 것과 같은 원리입니다.
이렇게 불순물을 첨가하여 만든 반도체를 불순물 반도체라고 하며 현대 전자기기의 핵심 부품으로 사용됩니다. 불순물의 종류와 첨가량에 따라 반도체의 전기적 특성을 조절할 수 있어 다양한 기능을 가진 반도체 소자를 만들 수 있습니다
안녕하세요.
순수한 반도체는 전도대에 있는 전자가 적기 때문에 오히려 전류가 잘 흐리지 않습니다. 이러한 순수한 반도체 실리콘(si),게르마늄(Ge)에 불순물을 투입해서 전류가 흐르도록 만들게 됩니다.
불순물 추가
불순물을 추가하는 과정을 도핑이라고 합니다. 도핑을 통해 반도체에 도입되는 불순물 원자는 반도체의 전도성을 크게 향상시킵니다. 불순물은 두가지 종류가 있습니다.
n형 반도체: 전자를 기증하는 원자(기증자, donor)를 첨가합니다. 예를 들어, 실리콘(Si)에 비소(As) 같은 5가 원소를 추가하면, 비소 원자는 실리콘의 4가 원소보다 하나 더 많은 전자를 가지게 됩니다. 이 여분의 전자가 자유롭게 이동할 수 있어 전류가 더 잘 흐르게 됩니다.
p형 반도체: 전자 구멍(정공)을 제공하는 원자(수용자, acceptor)를 첨가합니다. 예를 들어, 실리콘(Si)에 붕소(B) 같은 3가 원소를 추가하면, 붕소 원자는 실리콘의 4가 원소보다 하나 적은 전자를 가지게 됩니다. 이는 전자가 부족한 상태, 즉 정공을 만들어내어 전자가 이동할 수 있는 자리를 만듭니다. 정공의 이동 역시 전류가 흐르는 효과를 나타냅니다.
전류가 잘 흐르게 되는 이유
도핑을 통해 생성된 자유전자 (n형)나 정공(p형)은 전류를 이동시키는 역할을 합니다.
자유 전자(n형): 도핑된 n형 반도체는 여분의 전자를 가지게 되어 이 전자들이 전기장을 따라 자유롭게 이동하며 전류를 형성합니다.
정공(p형): 도핑된 p형 반도체는 전자 구멍(정공)이 생겨 이 정공들이 전자의 이동을 허용하게 되어, 전자가 정공을 따라 이동하면서 전류를 형성합니다.
불순물이라고 해서 왠지 순수한 반도체의 전류 흐름을 방해 할것 같은 느낌을 주지만 오히여 불순물이 들어가야지만 n형전자와 p형 정공이 생겨서 전류를 흐를수 있게 합니다.
궁금증에 도움이 되었길 바랍니다. 오늘도 좋은 하루되세요.
안녕하세요. 서인엽 전문가입니다.
반도체에 불순물 첨가는 반도체 구조 내에서 결함을 만들어 주는데 이 결함은 전자의 이동을 용이하게 해주고 전자의 수를 늘려주어 전류가 더 잘 흐르게 됩니다.
