Page 345 - 완) I MDP 프로젝트 작품 보고서(전체과 1학년)1.6

IoT를 이용한 NFC 엘리베이터

이후 확산이 진행됨에 따라 결핍층 내의 이온수가 증가하게 되고 전기장이 점점 세지게 되며
어느 순간 캐리어가 이동하려는 힘과 저지하려는 전기장의 크기가 같아지면서 확산은 중지되고
평형상태에 있게 된다.

이런 전기장에 의한 전위차 때문에 P영역의 정공과 N영역의 전자는 서로 상대영역으로 들어갈
수 없게 된다. 이 전위차를 전위장벽이라 하며 실리콘의 경우 0.7V, 게르마늄의 경우0.3V가 되며
다이오드를 통과한 전류는 전위장벽만큼 낮아진 전압이 된다. 이를 순방향 전압강하(Forward voltage
drop, Vf)이라고 합니다. 외부에서 전위장벽보다 높은 전압을 인가하면 전위장벽을 허물 수 있으며
이때는 정공과 전자가 쉽게 이동 할 수 있는 도체가 되게된다.

아래 그림과 같이 P형에 정전압, N형에 부전압을 가하면 정공과 자유전자는 서로 다른 측으로
진입하게 되어 전류가 흐르게 된다. 즉 N형 반도체 안에 있는 자유전자는 전원의 부전압에 반발되어
P형으로 주입되며 P형에 가해져 있는 정전압에 흡인되어 점차 이동된다. 이 주입된 전자는 P형에
있는 정공과 결합하여 소멸하게 됩니다. 반대로 P형의 정공도 정전압에 반발돼 N형에 주입되어
자유전자와 결합한다. 그러나 전원으로부터 전자와 정공이 계속적으로 보급되므로 전류는 계속
흐르게 된다. 전류의 방향은 전자의 이동 방향의 반대이며 정공의 움직임과 같은 방향이 된다.

PN접합에서는 P형에서 N형에는 전류가 흐르나, N형에서 P형으로는 흐르지 않는다. 이와 같이
전류가 잘 흐르는 P→N방향을 순방향이라고 한다.

반대로 아래 그림과 같이 PN접합의 P형에 부(-)의 전압을, N형에 정(+)의 전압을 가한 경우
정공은 전원의 부전압에 의해 당겨지고 자유전자는 전원의 정전압에 당겨져서 양단에 이동하고,
중앙부가 큰 저항을 나타내며 전류는 거의 흐르지 않는다. 이때 역방향으로 흐르는 미세한 전류를
누설전류, 혹은 역방향 전류라고 부른다.

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