분류 전체보기31 <PN diode> 4. pn diode i-v characteristic 최종적으로 pn diode에 흐르는 전류의 식을 유도하고 실제 i-v 그래프와 특성을 살펴보겠습니다. 전체 minority carrier 농도의 분포 식은 열평형 상태에서 캐리어 농도에 주입된 excess carrier 의 양을 더한 값으로 농도 분포가 형성됐습니다. 그리고 depletion region 안에서 발생하는 전자와 홀에 대한 전류는 일정하다고 가정을 했었고 둘을 더한 값이 전체 전류 값이 된다고 알아봤습니다. 중성 영역 안에서는 전류는 전기장 E=0 으로 가정했기 때문에 drift 전류는 발생하지 않고 diffusion 전류만 남습니다. 이제 pn diode의 전체 전류에 대해서 알아보겠습니다. 전체 전류는 depletion region 경계면에서의 $J_{n}$ 과 $J_{p}$ 값을 구한.. 2023. 2. 19. <PN diode> 3. 소수 캐리어 분포 이전 챕터에서 forward bias를 인가한 PN diode의 다양한 특징에 대해 알아보았다. 이번 챕터에서는 그에 이어 forward bias를 인가한 PN diode의 소수 캐리어 분포인 $\delta n_p(x)$, $\delta p_n(x)$를 수식적으로 다뤄보도록 하겠다. 이후의 챕터에서는 이번 챕터에서 계산한 소수 캐리어 분포를 통해 neutral region에서 소수 캐리어에 의해 흐르는 전류에 대해 알아보도록 하겠다. Continuity equation(in neutral region) 소수 캐리어의 분포를 계산하기 위해서는 우선 아래의 continuity equation을 살펴볼 필요가 있다. 참고로 아래의 수식은 p-side에 대한 수식으로 n-side 수식도 p-side에서 p가 n.. 2023. 2. 19. <PN diode> 2. 순방향전압(Forward bias)가 인가 되었을 때 Minority carriers 이번 포스팅에서는 forward bias가 인가 되었을 때의 Minority carriers로 인해 PN diode에 발생하는 Minority carrier 확산(Diffusion)에 대하여 알아볼 것이다. 포스팅에 들어가기에 앞서 저번 포스팅에서 PN diode에 저준위 주입, depletion aprroximation을 가정했다. 저준위 주입으로 인해 다수 캐리어의 농도인 $P_p$는 $P_{p0}$ 와 $N_n$은 $N_{n0}$는 같다고 가정했기 때문에 netrual 영역에서의 농도 변화와 전류 형성을 고려하지 않고 그로 인해 minority carrier만 다룰 것이다. 또한, depletion approximation으로 인해 모든 전압은 depletion 영역에 인가되므로 netural 영역.. 2023. 2. 19. <PN diode> 1. 해석을 위한 가정들 앞으로 배울 pn diode 챕터에서는 앞에서 배운 pn junction을 해석하는 방법을 기초로 하여 pn diode에 대해서 해석을 합니다. 우선 pn junction diode 수식을 유도하기에 앞서 이번 포스트에서는 pn junction diode를 해석할 때 수식을 간편하게 하기위한 기본 가정들에 대해 고찰해보겠습니다. 우리가 앞에서 공부했던 것을 토대로 리뷰해보면 pn junction에 reverse bias를 인가했을 때를 보면 p type 의 band 에 -전압이 인가되어 올라가게 되고 인가된 bias $V_{R}$ 만큼 fermi level의 증가가 이루어지고 장벽이 커진 것을 볼 수 있습니다. 이때 전자와 정공이 느끼는 potental 이 높아지게되고 전류가 잘 흐르지 않게됩니다. fo.. 2023. 2. 19. <PN junction> 6. Breakdown 이번에 리뷰할 내용은 PN junction에서 Reverse bias를 인가했을 때 일어나는 현상 중 하나로 "Break down" 에 대해서 살펴보려합니다. Reverse bias에서 매우 큰 특정한 reverse 전압이 인가됐을 때 전류가 급격하게 증가하는 현상을 바로 Breakdown(항복) 이라고 합니다. 이 Breakdown은 크게 두가지 매커니즘이 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 1. Zener effect 첫번째로는 Zener effect입니다. Zener effect가 발생하는 조건은 우선 highly doped된 pn junction에서 일어난다는 점입니다. 높은 농도로 도핑된 pn 접합에서 터널링 현상으로 인해 발생하는 현상인데요 그래프를 보시면 highly doping으로 인해 Fer.. 2023. 2. 19. <PN junction> 5. Depletion Capacitance 이번 시간에는 PN junction에 Reverse bias를 인가했을 때 고려해야하는 Depletion Capacitance에 대해 알아보도록 하겠다. Capacitor $C_{dep}$(Depletion Capacitor)를 다루기 위해서 우선 Capcitor에 대해 간단히 다뤄보자. 위의 그림과 같이 Capacitor는 양쪽에 위치한 전극과 그 사이의 절연체로 이루어져는데, 양쪽 각각의 전극에 의해 절연체 한쪽에는 (+) 전하, 다른 한 쪽에는 (-) 전하가 쌓이게 된다. 이로 인해 전기장이 발생하는데, Capacitor는 이와 같이 전기장 형태로 전하를 저장하는 장치라고 생각하면 된다. 그리고 이와 같은 원리로 전하가 얼마나 잘 저장될 수 있는가를 나타내는 것이 Capacitance이다. Capa.. 2023. 2. 19. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
