에너지 밴드란 (Energy diagram) 원자 물질마다 고유하게 갖고 있는 에너지 분포 값을 말합니다. 다시 말하면, 원자의 전자들이 갖는 에너지 값을 말합니다. 매우 단순하게, 어떤 원자 물질의 핵에 더 가까운 전자는 원자에 결합되어 있기 때문에 전기 전도에 참여할 수 없지만 멀리있는 전자는 한 원자 사이에서 다른 원자로 자유롭게 이동하여 결합을 하게 됩니다. 즉, 핵에 가까운 전자는 가전자대(Valence Band) 에 속하고, 먼 전자는 전도대(Conduction Band)에 속한다고 할 수 있습니다. 전자는 항상 하나의 밴드에 갇혀 있지는 않지만 충분한 에너지가 주어지면 가전자대에서 전도대로 이동할 수 있습니다. 그들이 전도대로 쉽게 이동할 수 있다면 전자가 움직이기 시작하는 데 도움이 되는 ..

원자의 구조에서 가전자 이후에 알아볼 것이 바로 이온화(Ionization) 입니다. 이온화란 최외각 가전자가 빼지거나 첨가해질 때 현상을 말합니다. 1. 중성 상태 원자에서 전자 1몰을 떼어낼 때 : 양이온. 또한 이렇게 양이온이 되는데 필요한 에너지를 이온화에너지 라고 합니다. 2. 중성 상태 원자에서 전자 1몰을 첨가할 때 : 음이온. 또한 이렇게 음이온이 될때 발생하는 에너지를 전자친화도 라고 합니다.

DIODE를 이해하기 위해서 가장 원초적인 개념인 원자에 대해 이해할 수 있어야 합니다. 원자의 구조에서 먼저 가전자에 대해 알아보겠습니다. 가전자 (Valence electron) - 원자의 최외각에 존재 - 가장 최외각에 있기 때문에 원자 핵으로부터 인력(당겨지는 힘)이 최소임 - 가장 높은 에너지 준위를 갖는 전자 -> 언제든지 에너지를 받으면 자유롭게 변화할 수 있는 가능성이 높음. -> 자유전자의 원천임. 즉, 원자의 맨 바깥쪽에 있는 전자들이 바로 가전자입니다. 이 가전자들의 에너지에 따라 원자 물질의 특성이 결정됩니다. 가전자의 에너지가 높으면 금속체, 에너지가 낮으면 절연체, 중간이면 바로 반도체를 만들수 있는 물질이 되는 것입니다.

첫번째 반도체 결합의 공유 결합에 대해 알아보겠습니다. 반도체는 실리콘(Si) 원자들이 결합하여 구성되어 있습니다. 즉, Si 원자들 여러개가 공유결합의 형태로 반도체가 만들어지는 것입니다. 1. 원자는 8개의 가전자를 이루게 되면 화학적 안정을 갖게 됩니다. 2. 실리콘(Si)는 최외각 전자가 4개입니다. 3. 인접한 실리콘(Si) 원자 4개와 각각의 4개의 가전자가 결합하여 화학적 안정을 갖게 되는 공유결합을 하게 됩니다. - 진성 반도체 (Intrinsic Semiconductor) – 불순물이 없는 순수한 반도체 - 외인성(불순물) 반도체 (Extrinsic Semiconductor) – 불순물이 있는 반도체 하기와 그림과 같이 한눈에 설명이 가능합니다.

다이오드에 말하기 전에 먼저 선 개념을 잡을 부분이 있습니다. 전기적 물질 분류 - 다이오드는 반도체로 구분 됩니다. - 절연체(Insulator) : 플라스틱, 나무, 유리등 과 같이 정상적인 조건에서 전류가 흐르지 못하는 물질 - 도체(Conductor) : 금속처럼 전류가 잘 흐르는 물질 - 반도체(Semiconductor) : 도체와 절연체의 중간적인 도전성을 갖는 물질 - Energy Diagram 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 구조입니다. 순방향 전압에 대해서는 저항값이 거의 0[Ω]을 갖지만, 역방향 전압에 대해서는 매우 큰 저항값을 나타내는 반도체로서, 정류특성(整流特性)을 가지고 있습니다. “정류특성”이란 다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 거의 ..