반도체 이야기/물리전자공학&반도체소자

pn junction minority carrier

KAU 2020. 5. 24. 17:57

p형에는 정공 농도가 높고 n형에는 depletion 영역이 계속해서 늘어나게 되지만 

diffution을 방해하는 electric field가 생성되어 일정 수준에서 diffution이 멈춘다.

 

Forward bias는 위 반도체의 p쪽에 +전압, n쪽에 -전압을 걸어주는 것 입니다.

p쪽에 +전압, n쪽에 -전압을 걸어주게 되면 depletion region과는 반대방향으로

E-field가 형성될 것이고, 따라서 두 전기장이 서로 상쇄되어 depletion region의 전기장은 감소된다고 볼 수 있습니다.

 

전기장이 줄어들게 되면 depletion region의 전기장에 의해 diffusion 되지 않던 p형 반도체의 정공과 n형 반도체의 전자가 다시 diffusion되게 되고 diffusion current가 급격하게 증가하며 결국 반도체에 전류가 흐르게 되는 것 입니다.

 

depletion region의 전기장은 Energy band diagram상에서 junction부분의 기울기 값을 갖는다.

 

Forward bias를 걸어주면 기울기가 감소 Contact potential V.0또한 감소하게 되는데 당연히 Forward bias를 걸어준 전압만큼 감소

Forward bias를 걸어주면 depletion region의 E-field의 세기를 감소시켜

minority carrier diffusion current를 증가시킨다.

drift current에 대한 변화는 이전의 평형상태와 같이 거의 없다고 볼 수 있으므로 따로 생각하지 않아도 됩니다.