Quality control (2)/Semiconductor Engineering

Semiconductor - pn junction Current / Ideal I-V relationship - Assumption

빈그레 2023. 5. 24. 17:51

 


Ideal I-V relationship - Assumption

 

 

 

 

Assumption

 

ideal한 pn junction을 만들기 위하여 다음과 같은 가정이 필요하다.

 


1. The abrupt depletion layer approximation applied. The space charge regions have abrupt boundaries, and the semiconductor is neutral outside of the depletion region.

( Space charge region은 급격한 경계를 가지며, semiconductor는  원하는 위치에만 정확하게 도핑된다. 
  Semiconductor는 Space charge region 영역 밖에서는 중립적이다.)


Doping profile of an ideal uniformly doped pn junction

위 그림에서 확인할 수 있듯이, hole의 농도는 p type에서 Na만큼의 값을 일정하게 가지다가 x=0을 기점으로 0이되고 electron의 농도 역시 Nd만큼 일정하게 가지다가 x=0을 기점으로 0이 된다.

이러한 구조에서 diffusion이 일어나기 시작한다.

2. The Maxwell-Boltzmann apprixamtion applies to carrier statistics.

( 전하 통계에 맥스웰 복츠만 근사가 사용된다.)
//도핑 농도 기준을 맞추어, conduction band, valance band가 각각 fermi energy 와의 차이가 3KT보다 가까워지지 않도록 low injection한다.


3. The concepts of low injection and complete ionization apply.

( low level injection의 개념과 모든 원자가 이온화 되었다는 개념이 적용된다.)


4. The total current is a constant through the entire pn structure.
- The individual electron and hole currents are continuous functions through the pn structure.
- The individual electron and hole current are constant throughout the depletion region.

( pn junction에서 전체 전류는 일정하다.)
- 전자와 정공 각각의 전류는 pn 구조내에서 위치에 따라 다르다.(위치에 따른 함수로 이루어져 있음.)
- 전자와 정공의 각각의 전류는 depletion 영역에서는 일정하다.


Electron and hole current densities through the space charge region of a pn junction