1. 반도체 유형별 캐리어 농도의 표시 구분
ㅇ 진성 캐리어 농도 : ni ☞ 진성 반도체 참조
ㅇ 열평형 캐리어 농도 : no, po ☞ 반도체 평형상태 참조
ㅇ 과잉 캐리어 농도 : δn, δp ☞ 과잉 캐리어 참조
ㅇ 캐리어 농도 : n = no + δn, p = po + δp
ㅇ 캐리어 농도 관계 : np = ni2 (`np 곱(기본 반도체 방정식)`이라고 함)
2. 진성 캐리어 농도 (intrinsic carrier concentration) ni
ㅇ 열평형상태 하에서, 진성 반도체의 전자,정공 농도는 다음과 같음
- no = po = ni (전자 농도 = 정공 농도 = 진성 캐리어 농도)
. 첨자 o 는 열평형상태, i 는 진성반도체를 의미함
ㅇ 단지 온도에 만 의존하는 물질 상수
- 진성 캐리어 농도 ni는 온도가 일정하면 일정한 값을 갖음
※ 상온(300˚K)에서의 例)
- Si ni = 1.5 x 1010 ≒ 1010 [1/㎤]
- Ge ni = 2.4 x 1013 [1/㎤]
- GaAs ni = 1.8 x 106 [1/㎤]
3. 불순물 캐리어 농도 (extrinsic carrier concentration)
ㅇ 불순물 반도체의 캐리어 농도
- 다수 캐리어 농도 : 도핑 정도에 따라 영향 받음
- 소수 캐리어 농도 : 생성과 재결합에 의해 영향 받음
ㅇ n형 반도체 (Nd >> Na)
- (다수캐리어) no = Nd - Na ≒ Nd
- (소수캐리어) po = ni2/no ≒ ni2/Nd
* 다수 캐리어 => 풍부한 전자, 소수 캐리어 => 미미한 정공
ㅇ p형 반도체 (Na >> Nd)
- (다수캐리어) po = Na - Nd ≒ Na
- (소수캐리어) no = ni2/po ≒ ni2/Na
* 다수 캐리어 => 풍부한 정공, 소수 캐리어 => 미미한 전자
ㅇ 보상 반도체 (Compensated Semiconductor)
* 같은 영역에 도너, 억셉터 불순물 원자들이 동시에 존재하는 반도체
- n형 보상 : Nd - Na > 0
. (Nd - Na >> ni, Na ≠ 0) no = Nd - Na, po = ni2/no
- p형 보상 : Nd - Na < 0
. (Na - Nd >> ni, Nd ≠ 0) po = Na - Nd, no = ni2/po
- 완전 보상 : Nd - Na = 0 (진성 반도체 특성을 보임)