반도체와 이중 접합 트랜지스터
반도체는 유기적이거나 무기적인 물질로서, 화학적 구조, 온도, 조명 및 도핑 물질의 존재에 따라 전도성을 제어할 수 있습니다. 반도체라는 이름은 이러한 물질들이 구리나 금과 같은 금속과 유리와 같은 절연체 사이의 전기 전도도를 가지고 있기 때문에 붙여졌습니다. 반도체는 4eV(약 1eV) 미만의 에너지 갭을 가지고 있으며, 이는 고체 물리학에서 금지된 전자 상태가 있는 에너지 범위입니다. 반도체의 전자는 전도 대역에 도달하기 위해 에너지(예: 이온화 방사선으로부터)를 얻어야 합니다. 반도체의 속성은 전도 대역과 가전자 대역 사이의 에너지 갭에 의해 결정됩니다.
이중 접합 트랜지스터
이중 접합 트랜지스터(BJT)는 전자 신호를 증폭하거나 스위치할 수 있는 세 개의 단자를 가진 전자 장치입니다. 이는 n형 반도체, p형 반도체, 그리고 또 다른 n형 또는 p형 반도체 층을 결합하여 만들어집니다. BJT의 세 영역은 방출극, 기저, 수집극으로 불립니다. 기저는 방출극과 수집극 사이에 위치하며, 방출극에서 수집극으로의 전하 운반체의 쉬운 흐름을 위해 매우 얇게 만들어집니다. BJT는 기저에 작은 전류를 적용하여 방출극에서 수집극으로의 전하 운반체의 흐름을 제어하여 작동합니다. BJT는 회로에 따라 증폭기 또는 스위치로 사용될 수 있습니다.
반도체의 유형
반도체는 전자적 특성에 기반하여 두 가지 기본 유형으로 분류할 수 있습니다:
내재 반도체: 이들은 단일 원소(예: 실리콘, 게르마늄)로 만들어진 순수 반도체이며, 의도적으로 불순물로 도핑되지 않습니다. 내재 반도체는 가전자 대역과 전도 대역에 특정 수의 전자를 가집니다. 온도가 상승하면 일부 전자는 충분한 에너지를 얻어 결합에서 벗어나 전도 대역에서 자유 전자가 됩니다.
외재 반도체: 이들은 전자적 특성을 변경하기 위해 의도적으로 불순물로 도핑된 불순한 반도체입니다. 외재 반도체는 두 가지 유형으로 더 세분화될 수 있습니다:
p형 반도체: p형 반도체에서는 반도체 물질에 비해 전자가 적은 불순물 원자(예: 붕소)가 도입됩니다. 이로 인해 가전자 대역에 “홀”(전자의 부재)이 생성되며, 이 홀은 양의 전하 운반체처럼 전류를 전도할 수 있습니다.
n형 반도체: n형 반도체에서는 반도체 물질에 비해 전자가 많은 불순물 원자(예: 인)가 도입됩니다. 이로 인해 전도 대역에 과잉 전자가 생성되며, 이 과잉 전자는 음의 전하 운반체처럼 전류를 전도할 수 있습니다.
