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················································································ 명장양성프로젝트 【MDP】 과제발표회 자료집 Ⅲ | 57

라) 위 그림은 순수한 반도체, N형 반도체와 P형 반도체를 나타낸다. 바닥상태에 있지 않을
때에는 그 림 1(a)와 같이 순수한 반도체에서도 전자가 열에너지를 받아 원자가 띠에서

전도띠로 옮겨가면서 원자가 띠에 양공을 남긴다. Eg는 띠 틈이다. 그림 1(b)의 N형 반
도체는 전도띠에 전자가 많고 그림 1(c)의 P형 반도체는 원자가 띠에 양공이 많다. 그림
에서 EF는 페르미에너지를 나타낸다. 페르미에너지는 바닥상태에서 전자가 가질 수 있
는 최대 에너지이다. 들뜬 상태에서는 전자가 그 에너지를 가질 확률이 1/2이 되는 에너

지로 나타내기도 한다.
전도띠의 전자밀도와 원자가 띠의 양공밀도에 따라 페르미에너지가 변한다. 전자밀도
와 양공밀도가 같을 때, 페르미에너지는 전도띠와 원자가 띠 중간에 있다. 전자의 밀도
가 더 커지면 페르미에너지는 전도띠 가까이로 움직이고, 양공의 밀도가 더 크면 페르미
에너지는 원자가 띠 가까이로 움직인다. 즉 전자의 수가 많아지면 전자가 채울 수 있는
최대에너지가 커지기 때문에 페르미 에너지가 더 증가하고 양공의 수가 많아지면 비슷

한 이유로 페르미 에너지가 감소한다. 평형 상태에서의 PN 접합, (a) P형 반도체와 N형
반도체가 접합하였을 때, 결핍영역이 생긴다. (b) 전자의 전위는 P형에서 N형으로 갈수
록 커진다. (c) 전자의 에너지는 P형에서 크고 N형에서 작아 P형에서 N형으로 휜 모양
을 나타낸다.