접합 다이오드와 정류기
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작성일 22-10-14 17:54
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접합면에 도달하더라도 부호의 變化(변화)는 없으며(전장이 항상 -이기 때문이다) 따라서 전위는 계속 증가한다. 공간 전하영역의 왼족 가장자리에서부터 적분을 하면 접합면쪽으로 가까워짐에 따라 전위는 서서히 증가한다. 1. 열평형 상태의 p-n접합
2. p-n접합의 전위장벽
3. 전장과 전위
4. 관련 수식
5. 계단 접합
6. 바이어스 인가시의 p-n접합
7. 순방향 바이어스 인가시의 정성적 해석
8. 이상적인 다이오드 방정식
9. 접합의 파괴
10. 공간전하용량
3. 전장과 전위
접합에 전압이 인가되지 않은 상태이므로 그림 6.9의 p-n접합 역시 열평형 상태에 있다 여기서 고려의 대상이 되는 것은 공간전하영역 내의 도판트 전하뿐이며 나머지 부분은 모두 전기적으로 중성이다.
전기적으로 음성인 전하분포를 나타내는 왼쪽 가장자리에서부터 오른쪽으로 가면서 고찰하면 전장은 0에서 처음 하여 (-)방향으로 서서히 증가하다가 접합면에서 크기가 최대에 이른다. 건다이오드에서 배운바와 같이 전하분포로부터 전장 및 전위분포를 그릴 수 있다
우선 전하분포를 고찰해 보자. 접합의 왼쪽에는 p형, 오른쪽에는 n형 반도체가 있다 따라서 접합의 왼쪽에서는 도판트 전하가 (-)이며 오른쪽에서는 (+)이다. 그러나 실제 소자에서 전하가 중성영역으로 떨어지는 소위 천이영역(transition region)이 대단히 짧기 때문에 그림에서와 같이 공간전하영역과 중성영역이 명백히 구분되는 것으로 가정하더라도 큰 무리는 없다. 접합면에서는 전장의 부호가 바뀌면서 (+)방향으로 서서히 증가한다(전장의 크기는 감소한다). 전하가 없으면 전장도 존재할 수 없으므로 그림에서도 전장은 저하분포의 가장자리에서 0이됨을 알 수 있다 이제 전장의 분포로부터 전위를 나타내 보자. 우선 전장의 부호는 전위의 부호와 반대이므로 음의 전장을 적분하면 양의 전위가 발생한다. 그러나 접합면에서 기울기가 변…(省略)
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다. 그러므로 전장은 어디서나 음인 반면 전위는 항상 양임을 볼 수 있다 그러나 어떤 전위를 0점으로 잡더라도 아무런 상관이 없다. 그러나 전하분포가 실제로 그림과 같이 멋진 사각형을 나타내는 것은 아니며 실제로는 전하분포의 꼬리부분은 중성영역에까지 도달하고 가장자리 역시 그림과 같이 정확히 정이되지는 않는다. 이에 관해서는 나중에 다시 논의하게 될 것이다.
