진성 반도체 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{출처 필요|날짜=2010-10-5}}
'''진성반도체'''({{llang|en|intrinsic semiconductor}})란 불순물을 첨가하지 않은 순수한 [[반도체]]를 뜻한다. 영어 머릿글자로부터 '''I형 반도체'''라고도 한다.

== 특징 ==
===캐리어 밀도===
도핑된 경우는 [[도펀트]]의 밀도로 정해지는 캐리어 밀도이지만, 진성 반도체는 불순물 밀도가 아니고 재질자체가 캐리어 밀도를 결정한다. 이 캐리어 밀도를 진성 캐리어 밀도 (<math>n_i</math>)라고 한다. 이 진성 캐리어 밀도는 매우 낮은 값 (～10<sup>10</sup> /cm<sup>3</sup>)이다. 이것은 일반적인 [[도핑]]으로 얻을 수 있는 캐리어 밀도보다 약 10 자리수만큼 낮은값이기 때문에 일반적인 반도체를 사용하는 경우는 도핑을 하는 경우가 많다.

진성 반도체의 [[양공 (물리학)|양공]] 밀도 <math>p</math>와 전자 밀도 <math>n</math>는 <math>n=p=n_i= \sqrt {N_CN_V}</math>의 관계가 성립된다. (<math>N_C</math>는 [[전도띠]] 전자 밀도이고 <math>N_V</math>는 [[원자가띠]] 양공 밀도임)

===페르미 준위===
도핑된 경우에 [[페르미 준위]]는 도너 준위나 억셉터 준위 근처에 존재하지만, 진성 반도체는 [[띠틈]]의 띠 중앙에 위치한다. 전도띠의 에너지를 <math>E_C</math>, 원자가띠의 에너지를 <math>E_V</math>, [[전자]]와 [[양공 (물리학)|양공]]의 [[유효질량]]을  <math>m_e</math>, <math>m_h</math>라고 했을 때 진성 반도체의 페르미 준위의 에너지 <math>E_i</math>는
:<math>E_i= {{E_C+E_V} \over 2}+ {1 \over 2}kT \ln {N_V \over N_C}={{E_C+E_V} \over 2}+ {3 \over 4}kT \ln {m_h \over m_e}</math>
의 형태로 표기된다.

===캐리어 이동도===
진성 반도체는 불순물의 도핑이 되지 않았기 때문에 캐리어는 이온화 [[불순물 산란]]의 영향을 받지 않는다. 그렇기에 도핑되었을 때와 비교해서 매우 빠른 [[이동도]]를 나타낸다. 하지만 이전에 말했듯이 진성 반도체는 캐리어 밀도가 매우 낮기 때문에 용도 또한 한정된다. 탄소구조에 의한 [[2차원 전자 가스]]를 이용한 반도체소자 (예시 [[HEMT]])가 있다.

== 같이 보기 ==
* [[N형 반도체]]
* [[P형 반도체]]
* [[불순물 반도체]]

{{반도체}}

[[분류:반도체]]
[[분류:전자기학]]
[[분류:응집물질물리학]]