2. 반도체의 원리

반도체는 순수한 상태의 진성 반도체에 인공적으로 불순물을 주입해 전류가 흐르도록 만드는데, 이를 불순물 반도체라고 한다.

물질은 최외각 전자가 8개인 상태일 때 안정되어 전자의 이동을 멈추고 부도체 상태가 된다. 그 점을 이용해 4개의 최외각 전자를 갖고 있는 원소를 반도체의 재료로 사용한다.

P형, N형 반도체

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불순물 반도체는 전기가 통하지 않는 순수한 상태인 진성 반도체에 불순물을 첨가하여 만드는데, 그 과정에서 두 종류의 반도체로 나뉜다.

1. N형 반도체

   

   최외각 전자가 4개인 규소에, 최외각 전자가 5개인 인(P)이나 비소(As)를 첨가하면 8개의 전자가 공유결합하여 하나의 자유전자가 생기고, 그 자유전자가 이동하여 N형 반도체가 된다.

   
   

2. P형 반도체

   

   최외각 전자가 4개인 규소에, 최외각 전자가 3개인 붕소(B)나 갈륨(Ga)을 첨가하면 전자가 하나 부족한 빈자리, 양공이 생긴다. 그 자리를 채우기 위해 전자가 이동하며 P형 반도체가 된다.

이렇게 만들어진 N형 반도체와 P형 반도체는 P-N 접합으로 다이오드, NPN, PNP 접합으로 트랜지스터가 된다.

[참고 자료]

• 삼성전자 - 'NANO'