(1) 순수 반도체

3. 반도체 (p134)

* 실리콘( )원자 모형 그리기

- 첫번째 껍질 :

- 두번째 껍질 이후부터 : - 최외각 전자 =

14 Si

Si

전자 2개 까지 수용

전자 8개 까지 수용 원자가전자

- 원자가전자가 에너지를 흡수하여

더 높은 에너지 궤도로 전이하면, 그 전자를 자유 전자라 한다.

- 자유 전자의 이동 = 전류 (전도성↑)

(1) 순수 반도체

4개

(1) 순수 반도체

· 보통 14족인

실리콘 ( 규소, Si ),

저마늄 ( 게르마늄, Ge ) 으로 구성

· 원자가 전자가 4개인 원소가 공유결합

→ 전류 흐르기 어려움

(2) 불순물 반도체

· 순수 반도체에 불순물을 첨가(= ) 하여 전류가 흐르기 쉽게 만듬

· 종류 :

도핑 p형 반도체, n형 반도체

(1) 순수 반도체

3개 5개

(in 원자가띠)

(2) 불순물 반도체

① p형 반도체

· 도핑 물질 : 원자가 전자가 3개인 원자

붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In)등

· 전류 운반체 : 양공

(2) 불순물 반도체

② n형 반도체

· 도핑 물질 : 원자가 전자가 5개인 원자

: 인(P), 비소(As), 안티모니(Sb), 비스무트(Bi) 등

· 전류 운반체 : 전자 (=자유전자, 잉여전자, 과잉전자) (in 전도띠)

▶ 수능완성 p.59 <필수유제>

답 : ③ (ㄱㄷ)

순수반도체 불순물 반도체

13족

p형 반도체 n형 반도체

▶ 수능완성 p.59 <필수유제> 답 : ⑤ (ㄱㄴㄷ)

p형 n형

13족 15족

(3) 다이오드

· 다이오드

: p형 반도체와 n형 반도체를 접합시켜 만든 것, 정류작용

(3) 다이오드

양 공 (+)

전 자 접합면 (-)

양 공 (+)

전 자 접합면(-)

① 순방향 전압 ② 역방향 전압

만남!!

① 순방향 전압

: p형 반도체에 , n형 반도체에 을 연결 - n형 반도체의 와 p형 반도체의 이

각각 으로 이동한 후,

에서 n형 반도체의 에 있던 전자가

p형 반도체의 에 있던 양공으로 이동하여 전류가 흐름

전도띠

원자가띠

(+)극 (-)극

전자 양공

접합면

전도띠 원자가띠

접합면

② 역방향 전압

: p형 반도체에 , n형 반도체에 을 연결 - n형 반도체의 와 p형 반도체의 이

각각 접합면으로부터 전류가 흐르지

(-)극 (+)극

전자 양공

멀어져서 않음

전도띠

원자가띠

▶ 확인 문제1.

- 그림과 같은 회로에서 LED에 ( 순방향, 역방향 ) 전압이 걸리면,

n형 반도체의 ( 전자, 양공 )와/과 p형 반도체의 ( 전자, 양공 ) 가/이 각각 p-n접합면으로 이동하여 결합한다.

이 때, 회로에는 ( a, b ) 방향으로 전류가 흐른다.

▶ 수능완성 p.59 <필수유제> _{답 : ④}

순방향 전압 역방향 전압

▶ 수능완성 p.59 <필수유제> ^{답 : ③ (ㄱㄷ)}

13족, p형 반도체 p

p n n

▶ 수능완성 p.60 <필수유제> ^{답 : ⑤ (ㄴㄷ)}

p n

양공

▶ 수능완성 p.61 <필수유제> 답 : ③ (ㄱㄴ)

들어갈때 나갈때

인력

▶ 수능완성 p.58 <2017학년도 대수능> ^{답 : ④ (ㄴㄷ)}

15족 n형 13족 p형

n p

(+)

▶ 수능완성 p.58 <닮은꼴 문제> ^{답 : ③ (ㄱㄴ)}

(+)

(+) n p

n형 15족

역방향

(4) 발광 다이오드

(4) 발광 다이오드

( LED : Light Emitting Diode )

전도띠

원자가띠 E = h·

f

▶ 수능완성 p.61 <필수유제> ^{답 : ① (ㄴ)}

15족 n형 13족 p형 자유

전자 양공

p n

반대 방향

▶ 수능완성 p.62 <필수유제> 답 : ② (ㄷ)

(+)

p n

(5) 트랜지스터

· 역할

: 스위치 작용, 증폭 작용

① pnp 트랜지스터, npn 트랜지스터

② pnp 트랜지스터의 각각의 역할 - E (이미터),

B (베이스), C (컬렉터)

ⅰ) V_BE가 5이하일때

- E에서 B로 전류가 흐르지 않는다.

- B에서 C로 전류가 흐르지 않는다.

(역방향) - 스위치 역할

E B

고정!

순 역

미세하게 조정!

E

- E에서 B로 전류가 흐른다. (순방향) - B에서 C로 전류가

(n형이 얇아 양공이 C로 확산됨)

- I

- I

- V_BE가 약해도 V_CB가 크기 때문에 I_C가 흐를 수 있다

- 증폭 작용

ⅱ) V_BE가 5 이상일때

B

순 역

100

1

99

고정!

흐른다

- npn 트랜지스터 일때?

E B고정!

n p n

순 역

전자(-)

- E에서 B로 전류가 흐른다. (순방향) - B에서 C로 전류가 흐른다.

(p형이 얇아 전자가 C로 확산됨)

- I

- I

- V_BE가 약해도 V_CB가 크기 때문에 I_C가 흐를 수 있다

- 증폭 작용

100 1

99

▶ 수능완성 p.60 <필수유제>

답 : ③ (ㄱㄷ)

컬렉터( C )

n형, p형

▶ 수능완성 p.62 <필수유제> 답 : ⑤ (ㄱㄴㄷ)

순 역

(-) (+)

n p n

04. 신 소 재 (p140)

(1) 초전도체

· 뜻 : 어떤 온도 ( = ) 에서 전기 저항이 0이 되는 물체

임계 온도

척력

- 반자성체의 성질과 동일

▶ 수능완성 p.60 <필수유제>

답 : ⑤ (ㄷㄱㄴ)

자석 냉각

냉각된 자석 위에 초전도체 올리기 초전도체 냉각

(2) 유전체

- 뜻 : 유전 분극 현상이 일어나는 물질, (부도체,절연체) - : 외부 전기장을 없애도 유전 분극 현상이

그대로 유지되는 성질의 물질 강유전체

* 자연 빛의 성질 : 모든 방향으로 진동한다.

(3) 액정 ( LCD )

- 액정 분자 : 가늘고 긴 분자가 거의 일정한 방향으로 나란히 있는 액체와 고체의 중간물질

뒤

앞

eye eye

액정분자

▶ 수능완성 p.59 <필수유제> 답 : ⑤ (ㄱㄴㄷ)

강유전체

초전도체 액정