Solid state circuit Keywords

Semiconductor basic and Crystal Structure

- 도체, 부도체, 반도체란? -> 전기전도도, 비저항

- 결정구조 : Crystalline(단결정) / polycrystalline(다결정) / amorphous(비정질)

- 반도체의 기본재료 : elenetal semicon - Si / compound semicon - GaAs / Alloy - 화합물

- lattice structure(격자 구조)와 unit cell (단위 셀) : Si의 다이아몬드 구조, 공유결합(covalent bonding)

- Miller index -> wafer의 방향 표기

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Carrier modeling과 energy band diagram

- carrier : 역할, 특성(전하량, 이동성), electron(전자)과 hole(정공)

- 에너지 밴드 이론

1) conduction band(전도대), valence band(가전자대)

2) 기본 이론 : 양자역학

3) band gap 형성: Si 격자 안에서 forbidden area -> energy band gap

4) 절연체(부도체), 금속(도체), Si(반도체)의 band gap 비교

5) band gap 측정 원리 : 흡수 계수

- Density of states

- Doping : donor, acceptor (족, 원소, carrier, 에너지 레벨)

- 캐리어 농도 / Intrinsic과 비교 / Law of Mass Action / 온도에 따른 농도 변화

- N-type, P-type : majority carrier(다수 캐리어), minoriry carrier(소수 캐리어)

- Fermi level -> Boltzmann 근사

- Carrier distribution = Density of states x Probability of occupancy (N/P일때 비교)

- Intrinsic일때 fermi level = midgap / 도핑 농도에 따른 Fermi level 이동 <- kt ln10

- degenerately doped semicon (축퇴반도체)

- band gap narrowing

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Carrier Action

- Drift / Diffusion / R-G

- Carrier scattering : dominant한 원리 (phonon scattering, impurity ion scattering)

- carrier mobility : Matthiessen's Rule -> 도핑 농도, 온도와의 관계

- Drift Current : 원인-소자 양단의 포텐셜차 -> 전자장 발생 -> drift 발생 / 식 유도

- Diffusion Current : 원리 / 식 유도

- Einstein Relationship 

- Generation (band-to-band, R-G center, Impact ionization=avalanche) / Recombination (Direct, R-G center-dominant, Auger)

- E-k Diagram : Direct / Indirect 

- Low level Injection :  Excess carrier 농도, minority carrier life time, Continuity eqn ->Quasi-Fermi level, minor car diff length

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PN Junction (Diode)

- Poisson's Eqn / Gauss's Law ->전자기학

- Work function and band diagram

- Game Plan(=Electrostatics) : 4개 graph(Charge density <-> Electric field <-> Electrostatic potential <-> band diagram)

- Depletion layer : approximation, depletion layer width

- I-V 특성

- Biasing

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MS Contact

- band diagram

- N-type (schottky diode) / P-type (ohmic contact)

- Game plan / Depletion layer / I-V 특성 / biasing