2007-01-29
org.kosen.entty.User@385e1fc0
권혁순(max7865)
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실리콘에 붕소나 인을 주입하면 각각 P하고 N 타입의 반도체가 만들어지잖아요..
그런데 최외각 전자가 8개이어서 중성이던 실리콘에 최외각 전자가 3개 혹은 5개인 불순물이 들어가 결합하였는데 어떻게 중성이 되는거죠??
- N type
- P type
- chrage
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 3
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답변
윤경훈님의 답변
2007-01-30- 0
실리콘에 붕소나 인을 주입하면 각각 P하고 N 타입의 반도체가 만들어지잖아요.. 그런데 최외각 전자가 8개이어서 중성이던 실리콘에 최외각 전자가 3개 혹은 5개인 불순물이 들어가 결합하였는데 어떻게 중성이 되는거죠? 우선 각각의 실리콘 원자는 최외각 전자가 4개이고, 다른 4개의 실리콘 원자와 전자를 공유함으로 옥텟룰을 맞추게 됩니다. 붕소를 실리콘의 자리에 넣으면 붕소는 최외각 전자가 3개이어서 4개의 결합 사이트 중에서 하나에 전자가 부족하게 되는 경우이고, 인으로 대체하는 경우에는 인은 최외각 전자가 5개 이므로 1개의 전자가 남게 되지요. 각각 p형과 n형 반도체가 됩니다. 원래 붕소나 인이 이온화가 되는 것이 아니라 중성인 붕소와 인 이 실리콘의 자리를 대체한 것일 뿐이므로 도핑된 반도체 물질은 그냥 전기적으로 중성입니다. (즉, 양성자의 수와 전자의 수가 같죠.) 전기적인 성질을 띠게 되는 것은 붕소에 어디선가 남는 전자가 들어와서 자리를 채우거나, 인의 남은 전자가 밖으로 멀리(?) 나가버리는 경우가 됩니다. -
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이영국님의 답변
2007-01-31- 0
>실리콘에 붕소나 인을 주입하면 각각 P하고 N 타입의 반도체가 만들어지잖아요.. >그런데 최외각 전자가 8개이어서 중성이던 실리콘에 최외각 전자가 3개 혹은 5개인 불순물이 들어가 결합하였는데 어떻게 중성이 되는거죠?? 실리콘의 최외각 전자는 8개가 아니라 4개입니다. 단지 옆에 있는 실리콘과 공유결합을 하기때문에 8개처럼 보이는 것입니다. 그리고 붕소(B)가 실리콘 자리에 들어가면 최외각 전자가 하나 부족하게 되어 정공(hole)이 하나 발생하고 인(P)이 실리콘 자리에 들어가게 되면 최외각 전자가 하나 남아 전자(electron)을 발생하게 됩니다. 따라서 중성이라는 개념보다는 도핑을 하게되면 부도체에서 반도체가 되는 개념으로 생각하시기를... -
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이응신님의 답변
2007-01-31- 0
>실리콘에 붕소나 인을 주입하면 각각 P하고 N 타입의 반도체가 만들어지잖아요.. >그런데 최외각 전자가 8개이어서 중성이던 실리콘에 최외각 전자가 3개 혹은 5개인 불순물이 들어가 결합하였는데 어떻게 중성이 되는거죠?? > 앞에서 여러분들이 답변을 충분히 했으리라 생각하고... 어차피 공유결합을 하는 실리콘이나 불순물로 첨가하는 원소도 중성인 상태니까 전체적으로 섞었을 때는 다시 중성이 되겠지요. 그러나 최외각전자의 상태를 보면 원래 실리콘이 있을 때보다 전자가 하나 모자라거나 부족한 상태처럼 보이지 전체 양성자나 전자가 남아돌거나 부족하지는 않으니깐 중성이지요. 그러나 외곽전자가 하나 남거나 부족하기 때문에 외부에서 전기장이 걸렸을 때 바로 옆으로 남거나 부족한 전자가 이동하는데 흡사 실리콘에서 전자나 정공이 떨어져 나와 이동하는 것처럼 보이기 때문에 중성이 아니라고 여길 수 있습니다. 그러나 이런 상태는 잠깐 동안 옆으로 이동이 전달되는 것처럼 보이기 때문에 원자핵 주위로 이동이 국한됩니다. (자유전자가 전도대에서 계속 이동하는 전도체와는 달리 반도체는 전자나 정공이 옆으로 계속 전달됩니다) 결국 남아오는 전자나 정공도 실리콘 원자핵 주위에서 멀리 벗어나지 않으므로 전체로 보았을때는 역시 중성입니다.