반도체 기초 4. Energy band gap이론과 부도체,반도체,도체

반도체의 밴드 갭은 반도체 소자의 전기적 특성을 결정하는 중요한 개념입니다. 밴드 갭은 반도체 재료의 전자 에너지 준위에 대한 간격을 의미합니다. 

 

좀 쉽게 설명하자면 이 band gap은 전기가 흐르기 위한 최소한의 에너지 대역을 의미하기도 합니다. 열심히 경사에 공을 굴려서 올려도 오르막길에서 놓으면 다시 내려가는것처럼 결국 전기가 흐르지 않습니다. 

여기서 아래쪽을 Valence Band라고 하고 높은에너지 대역을 Conduction band 라고 합니다. band gap은 바로 이 band 두개의 에너지 준위 차이를 말합니다. 이 band gap의 크기에 따라서 반도체 소자의 전기적 특성이 달라지는것이죠.

 

일반적으로는 Vb와 Cb사이에는 전자가 존재할 수 없기에 Forbbidden band 라고도 부른다. 즉 band gap을 넘던가 아니던가 둘 중 하나인거지 저 중간사이에 뭔가가 존재할수가 없는것이다.

 

여기서 한발짝 더 나아가면 부도체, 반도체, 도체를 구분할 수 있게 만드는것도 바로 band gap이다.

엉성한 그림은 여전히 죄송합니다.

바로 이 band gap의 크기가 물체의 전도성에 대한 방향을 제시한다. band gap이 커서 전기가 흐르기 어렵다면 부도체, 그 사이에 불순물이 들어가 band gap이 가까워져 사용하기 좋게 만들어놓은게 반도체, band gap이 거의없거나 Vb와 Cb가 중첩되기까지하는 도체. 이렇게 구분이 되는것이다.