반도체에 불순물을 아주 조금 넣으면 왜 전기가 잘 통할까?
Why does a tiny amount of impurity make silicon conduct?
실리콘에 다른 원소를 아주 조금 넣었을 뿐인데, 왜 전기가 훨씬 잘 통하게 될까요?
무슨 일이 일어났나
순수한 실리콘에서는 거의 모든 전자가 이웃 원자와의 결합에 묶여 있어, 전하를 나를 수 있는 것이 아주 적습니다.
넣은 원자 하나하나가 묶이지 않은 전자 하나(n형)나 빈자리 하나(p형)를 내놓으므로, 나르개가 처음에 아주 적던 실리콘에서는 조금만 넣어도 나르개 수가 크게 늘어납니다. 벨 연구소의 풀러가 피어슨에게 건넨 실리콘에도 갈륨 불순물이 들어 있었습니다(APS).
시뮬레이터에서 3 V 를 걸고 저항을 100 kΩ 에서 1 kΩ 으로 낮추면 전류가 30.0 µA 에서 3.00 mA 로 늘어납니다. 여기 저항 값은 늘어나는 정도를 보이려고 고른 보기 값입니다.
💡 생활 속 예시
- 반도체 공장은 아주 깨끗한 실리콘을 만든 뒤, 정해진 양의 불순물을 일부러 넣어 칩을 만듭니다.
- 국에 소금을 한 꼬집만 넣어도 맛이 확 바뀌듯, 실리콘에 넣는 불순물도 아주 적은 양으로 전기의 성질을 크게 바꿉니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 물리학 · 빛과 물질 [12물리03-05]
출처
이어서 보기
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