반도체

반도체의 개요

반도체는 도체와 부도체의 중간 정도 전기 전도도를 가지며, 온도가 올라가면 저항이 줄어드는 성질을 갖는 물질이다. 원자의 가장 바깥 껍질에 있는 전자를 가전자라 하며, 가전자가 화학 결합과 전기 전도에 관여한다. 안쪽 껍질의 내각 전자는 원자핵과 강하게 묶여 있어 전도에 직접 관여하지 않는다. 반도체 재료로는 가전자가 4개인 4가 원소인 규소(Si)와 저마늄(Ge)이 대표적이며, 비소화 갈륨(GaAs) 같은 화합물 반도체도 쓰인다. 구리(Cu)는 자유전자가 많은 도체이므로 반도체 재료가 아니다. 불순물을 첨가하지 않은 진성 반도체는 자유전자와 정공의 수가 같다. 5가 원소를 첨가한 N형 반도체는 자유전자가 다수 캐리어이고, 3가 원소를 첨가한 P형 반도체는 정공이 다수 캐리어이다. 온도에 따른 성질로는 온도가 올라갈수록 저항이 감소하는 부(-)의 온도계수 특성이 있으며, 이 성질을 이용한 소자가 서미스터이다.