반도체 입문중인데 열평형상태와 페르미에너지 궁금증좀 풀어주세요

글쓴이
밝은미래를위해
등록일
2016-07-08 14:14
조회
13,066회
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댓글
11건
열평형상태란 정확히 무엇인가요??
(carrier의 개수가 일정하게 유지된다, generation과 recombination이 같은 비율로 발생한다.)
이정도로만 알고있는데 이게 글로만 알고있는지 머리속으로 그림을 그려보려니 잘 안되네요..
과잉 carrier와 pn접합에 전압이 인가되었을때 왜 평형상태가 깨지는지도 잘이해가안갑니다..
(pn접합에 전압이 인가 된다하더라도  reverse인가 forward 에따라 공핍층 영향으로 전자의 이동이 많냐 적냐 차이지 결국 generation과 recombination은 같으니 평형아닌가 하는 의문이 듭니다..)

그리고 평형상태에서는 페르미 에너지준위가 항상 일정하다고 하는데 이것도 책이나 인터넷을 찾아봐도 그냥 결과만 딱 주고 설명이 없어 궁금해 질문드립니다. 알려주시면 감사하겠습니다~!

  • 돌아온백수 ()

    70년대 이론을 이제 배우시려는 이유가 궁금하네요.

    이론은 그냥 얘기입니다. 수학적 모델을 만들어 놓고, 그 안에서 합리성이 유지되도록 만든 얘기일 뿐입니다. 실제 상황과는 어마어마한 차이가 있죠.

  • 댓글의 댓글 밝은미래를위해 ()

    성격상 의문이 드는건 풀고가야해서..
    공부를 하는데 저런 기초원리를 이해못하고 다음으로 넘어가면
    밑에층이 부실한 탑처럼 지식이 쌓여 나중에 후회할거 같네요 ㅠ

  • 댓글의 댓글 돌아온백수 ()

    그럼, 저 얘기에서 사용하는 수학모형을 익히시면 되죠. 실제 상황을 머리속에 그리면 안되죠.

  • 댓글의 댓글 돌아온백수 ()

    몇번 반복하는 얘기인데요. 이론은 이론으로 받아들여야 합니다. 그 수학적 모형속의 파라미터들도 모형속에서 정의되는 것들로 받아들이면 됩니다.

    개그는 개그로 받아야 하는 것과 같은 이치입니다. 개그를 다큐로 받으면, 어떻게 되는가 생각해보세요.

  • 댓글의 댓글 윤덕턴스 ()

    제가 돌백님 비난할 생각은 추호도 없습니다. 기분 나쁘지 않으셨으면 좋겠습니다. 다만, 숙련자들에게는 이론이 덜 중요할지 몰라도 초심자들에게는 그게 매우 중요하다는 겁니다.

  • 댓글의 댓글 윤덕턴스 ()

    아이고, 박사님, 박사님은 오래 공부를 하셨으니 그런 도사같은, 초목과 같은, 성철 스님같은 "산은 산이요 물은 물이로다" 식의 초연한 말슴을 하시겠지만, 적어도 초심자들이나 신입 연구자들에게는 이론이란 주옥과도 같은 것이랍니다.

    그리고 '이론은 이론일 뿐'이라는 말에는 크나큰 오류가 있습니다. 이론은 현실에서 실제로 나온 일관된 데이터들을 바탕으로 귀납적으로 추리해서 만든 현상에 대한 모형으로서, 이론이 없으면 인간은 그 어떤 현상도 이해할 수가 없습니다. 쉽게 말해서 이론은 현실의 현상을 대해서 인간이 받아들일 수 있는 모습으로 만든 것이지요.

    물을 놓으면 땅으로 떨어진다, 물은 흐른다, 이런 것도 이론이라는 사실은 알고 계시죠?

    또한, 어떤 이론이 있으면 그 이론을 통해서 새로운 현상을 설명할 수 있는 바탕이 생기는데, 이를 '이론적 조망'이라고 한답니다. 이러한 이론의 힘과 이론적 조망의 강력함이 여러 학문을 비약적으로 발전시키는 데 큰 역할을 한 게 사실입니다.

    그런 의미에서 볼 때, 돌백님의 말씀은 참으로 안타깝습니다. 왜 그런 말씀을 하시는지 모르겠습니다.

  • 댓글의 댓글 돌아온백수 ()

    모형은 모형일 뿐이에요. 사람이 만든 이야기입니다. 소설을 읽을때, 작가가 만든 세계속에서 앞뒤가 맞으면 되듯이, 모형 속에서 앞뒤가 맞으면 그걸로 된것입니다.

    이 과정으로 현상을 이해했다고 생각하면 착각입니다.

  • capstone ()

    평형 상태에서 , PN접합일 때 전체적으로 전류가 흐르지 않습니다. 그래서, 드리프트와 디퓨전에 의한 전류의 합이 0이고, 이 각 전류 값들이, 페르미 준위의 위치에 따른 변화량과 그 값이 연결고리가 있는데 계산하면, 결국 그 변화량이 0이 되어야 합니다. 그래서 평형상태에서는 페르미 에너지 준위가 0여야 합니다.

  • capstone ()

    과잉 캐리어와 PN접합에 전압을 인가했을 때 어디에 과잉 캐리어를 주는 지에 따라 다릅니다만,

    우선 과잉 캐리어, PN접합에 전압 인가하는 경우 모두 한쪽의 포텐셜이 변화합니다. 따라서 그 수평한 페르미 준위가 변화하게 되고, 에너지 밴드 굽힘이 일어나는 겁니다.

  • capstone ()

    열평형 상태란, 말그대로입니다. Thermal energy로 인한 캐리어가 더이상 발생하지도 않고, 겉보기에 아무것도 인가하지 않은 듯한 상태요.

  • aquarium ()

    근본에 대한 해석에 물론 이론이 가장 중요하지만
    여기에 의지하거나 믿음을 버리지 못하면, 한 발짝도 더 나갈 수 없습니다.

    반도체 소자도 결국 재료인데,
    필요에 따라서 전기적인 band gap model을 과감히 버리지 못하면,
    영원히 문제를 해결 못합니다.

    예를 들어 1+1=2 인데, 1+1=5가 되는 실제 상황을 자주 접하게 될터인데,
    algebra에 갖힌 신봉자는 이 문제를 처음부터 포기하고 등을 돌립니다.

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