Free Printable 열적평형상태에서의 접합(슬라이드 발췌)

1.

열적평형상태의 pn 접합에서 총 전류에 대한 설명으로 옳은 것을 고르시오.

a)

정공의 표동전류와 확산전류의 합은 0이고, 전자의 표동전류와 확산전류의 합도 0이다.

b)

정공과 전자의 확산전류만 0이다.

c)

정공과 전자의 표동전류만 0이다.

d)

정공 전류만 0이고 전자 전류는 0이 아니다.

2.

열적평형상태의 pn 접합 공핍영역에서 전기장의 방향으로 옳은 것을 고르시오.

a)

n형 영역에서 p형 영역으로 향한다.

b)

p형 영역에서 n형 영역으로 향한다.

c)

전기장은 존재하지 않는다.

d)

전기장의 방향은 시간에 따라 주기적으로 바뀐다.

3.

열적평형상태 pn 접합에서 접촉전위의 분해 전위들 사이의 관계로 옳은 것을 고르시오.

a)

$V_o=V_1+V_2$

b)

$V_o=V_1-V_2$

c)

$V_o=V_2-V_1$

d)

$V_o=V_1V_2$

4.

n형 중성영역에서 정의되는 영역 전위 $V_2$ 의 올바른 식을 고르시오.

a)

$V_2=\frac{kT}{q}\ln\frac{N_D}{n_i}$

b)

$V_2=\frac{kT}{q}\ln\frac{n_i}{N_D}$

c)

$V_2=\frac{kT}{q}\ln\frac{N_A}{n_i}$

d)

$V_2=\frac{kT}{q}\ln\frac{n_i^2}{N_A N_D}$

5.

계단형 pn 접합의 내장전위 $V_o$ 의 동치 식을 모두 고르시오.

a)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{N_A N_D}{n_i^2}$

b)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{p_p}{p_n}$

c)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{n_n}{n_p}$

d)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{N_A}{N_D}$

6.

열적평형에서 정공 전류의 표동항과 확산항이 상쇄될 때 성립하는 미분 관계식을 고르시오.

a)

$-\frac{\mu_p}{D_p}\frac{dV(x)}{dx}=\frac{1}{p(x)}\frac{dp(x)}{dx}$

b)

$\frac{\mu_p}{D_p}\frac{dV(x)}{dx}=\frac{1}{p(x)}\frac{dp(x)}{dx}$

c)

$-\frac{D_p}{\mu_p}\frac{dV(x)}{dx}=\frac{1}{p(x)}\frac{dp(x)}{dx}$

d)

$\frac{dV(x)}{dx}=0$

7.

아인슈타인 관계 $\frac{D}{\mu}=\frac{kT}{q}$ 를 이용해 공핍영역 경계를 적분하면 얻어지는 접촉전위 표현으로 옳은 것을 고르시오.

a)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{p_p}{p_n}$

b)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{p_n}{p_p}$

c)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{n_i}{N_A N_D}$

d)

$V_o=\frac{kT}{q}\ln\frac{N_A}{N_D}$

8.

열적평형의 pn 접합에서 공핍근사(depletion approximation)를 적용할 때, 공간 좌표 x에 따른 체적 전하밀도 ρ의 분포로 올바른 것은 무엇인가? 조건: −x_po < x < 0, 0 < x < x_no, 그리고 그 외 영역을 각각 구분하여 답하라.

a)

−x_po < x < 0에서 ρ = −qN_A, 0 < x < x_no에서 ρ = +qN_D, 그 외에서 ρ = 0

b)

−x_po < x < 0에서 ρ = +qN_A, 0 < x < x_no에서 ρ = −qN_D, 그 외에서 ρ = 0

c)

−x_po < x < 0에서 ρ = 0, 0 < x < x_no에서 ρ = +qN_A, 그 외에서 ρ = −qN_D

d)

−x_po < x < 0에서 ρ = −qN_D, 0 < x < x_no에서 ρ = +qN_A, 그 외에서 ρ = 0

9.

열적평형 pn 접합의 공간전하 중성 조건을 가장 정확히 나타내는 식은 무엇인가?

a)

N_D x_no = N_A x_po

b)

N_A x_no = N_D x_po

c)

N_A = N_D

d)

x_no = x_po

10.

열적평형 pn 접합에서 도펀트가 완전 이온화되었다는 가정을 올바르게 설명하는 선택지는 무엇인가?

a)

수용체와 공여체가 각각 N_A, N_D로 전하를 제공하여 이온화되지 않은 도펀트의 영향이 무시된다

b)

수용체만 이온화되고 공여체는 이온화되지 않는다

c)

공여체만 이온화되고 수용체는 이온화되지 않는다

d)

모든 자유운반자가 소거되어 전하밀도 ρ가 항상 0이 된다

11.

열적평형 pn 접합에서 접촉전위차 $V_o$ 와 전기장-전위 적분의 관계로 맞는 것은 무엇인가? 식은 공간전하영역 경계 −x_po부터 x_no까지의 적분을 고려한다.

a)

$\int_{-x_{po}}^{x_{no}} E(x)\,dx = V_o$

b)

$\int_{-x_{po}}^{x_{no}} -E(x)\,dx = -\int_{0}^{V_o} dV = -V_o$

c)

$\int_{-x_{po}}^{x_{no}} E(x)\,dx = 0$

d)

$\int_{0}^{V_o} dV = 0$

12.

슬라이드의 정리 문장에 따르면, 공간전하영역의 폭 $W$ 는 어떤 양에 비례하는가?

a)

$W \propto V_o$

b)

$W \propto \sqrt{V_o}$

c)

$W \propto 1/V_o$

d)

$W$ 는 $V_o$ 와 무관하다

13.

열적평형 pn 접합에서 공간전하영역 폭 $W$ 에 대한 식으로 옳은 것은 무엇인가?

a)

$W = \sqrt{\dfrac{2\,\varepsilon V_o}{q}\left(\dfrac{N_A+N_D}{N_A N_D}\right)}$

b)

$W = \dfrac{\varepsilon V_o}{q}(N_A+N_D)$

c)

$W = \sqrt{\dfrac{q V_o}{2\,\varepsilon}(N_A N_D)}$

d)

$W = \sqrt{\dfrac{2\,\varepsilon}{q V_o}\left(\dfrac{1}{N_A N_D}\right)}$

14.

열적평형 pn 접합에서 접촉전위차의 일반식으로 옳은 것은 무엇인가?

a)

$V_o = \dfrac{kT}{q}\ln\!\left(\dfrac{N_A N_D}{n_i^2}\right)$

b)

$V_o = \dfrac{q}{kT}\ln\!\left(\dfrac{n_i^2}{N_A N_D}\right)$

c)

$V_o = \dfrac{kT}{q}\ln\!\left(\dfrac{N_A}{N_D}\right)$

d)

$V_o = \dfrac{kT}{q}\ln\!\left(\dfrac{N_D}{N_A}\right)$

15.

열적평형 pn 접합에서 $x_{no}$ 와 $x_{po}$ 의 분배는 어떻게 주어지는가? 여기서 $W$ 는 공핍층 총폭이다.

a)

$x_{no} = \dfrac{W N_A}{N_A+N_D},\; x_{po} = \dfrac{W N_D}{N_A+N_D}$

b)

$x_{no} = \dfrac{W N_D}{N_A+N_D},\; x_{po} = \dfrac{W N_A}{N_A+N_D}$

c)

$x_{no} = x_{po} = W/2$

d)

$x_{no} = \dfrac{W}{N_A},\; x_{po} = \dfrac{W}{N_D}$

16.

고농도 비대칭 도핑의 p $^+$ n 접합( $N_A \gg N_D$ )에서 공핍층 폭 $W$ 의 근사식으로 옳은 것은 무엇인가?

a)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{qN_D}V_o}$

b)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{qN_A}V_o}$

c)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{q(N_A+N_D)}V_o}$

d)

$W \approx \sqrt{\dfrac{q}{2\varepsilon N_D}V_o}$

17.

고농도 비대칭 도핑의 pn $^+$ 접합( $N_A \ll N_D$ )에서 공핍층 폭 $W$ 의 근사식으로 옳은 것은 무엇인가?

a)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{qN_A}V_o}$

b)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{qN_D}V_o}$

c)

$W \approx \sqrt{\dfrac{2\varepsilon}{q(N_A+N_D)}V_o}$

d)

$W \approx \sqrt{\dfrac{q}{2\varepsilon N_A}V_o}$

18.

바이어스가 인가된 pn 접합에서 순방향 바이어스 $V=V_f$ 의 효과로 옳은 설명은 무엇인가?

a)

정전적 전위장벽이 $V_o - V_f$ 로 감소하며, 인가전계는 내부전계와 반대 방향이 되어 접합에 걸리는 $E$ 가 감소한다

b)

정전적 전위장벽이 $V_o + V_f$ 로 증가하며, 인가전계는 내부전계와 같은 방향이 되어 $E$ 가 증가한다

c)

정전적 전위장벽은 변하지 않으며, 접합에 걸리는 $E$ 만 증가한다

d)

정전적 전위장벽이 $V_o - V_f$ 로 감소하지만 접합에 걸리는 $E$ 는 증가한다

19.

바이어스가 인가된 pn 접합에서 역방향 바이어스 $V=-V_r$ 의 효과로 옳은 설명은 무엇인가?

a)

정전적 전위장벽이 $V_o - (-V_r)$ 로 증가하고, 인가전계는 내부전계와 같은 방향이 되어 접합에 걸리는 $E$ 가 증가한다

b)

정전적 전위장벽이 $V_o - (-V_r)$ 로 감소하고, 인가전계는 내부전계와 반대 방향이 되어 $E$ 가 감소한다

c)

정전적 전위장벽이 $V_o + V_r$ 로 감소하고, 접합에 걸리는 $E$ 는 증가한다

d)

정전적 전위장벽과 접합 전계 모두 변하지 않는다

20.

열적평형 상태에서 pn 접합을 지날 총전류에 대한 설명으로 가장 타당한 것은?

a)

총전류는 0이다

b)

총전류는 순방향으로 Io이다

c)

총전류는 역방향으로 증가한다

d)

총전류는 바이어스 전압에 비례한다

21.

열적평형 상태에서 확산전류와 표동전류의 크기 관계로 옳은 것은?

a)

두 전류의 크기가 같고 방향이 반대이다

b)

확산전류가 표동전류보다 크다

c)

표동전류가 확산전류보다 크다

d)

두 전류 모두 0이다

22.

순방향 바이어스가 가해진 pn 접합에서 전류 성분의 변화를 옳게 설명한 것을 모두 고르라

a)

확산전류는 $e^{qV_f/kT}$ 에 비례하여 증가한다

b)

표동전류는 바이어스에 거의 무관하게 유지된다

c)

표동전류가 확산전류보다 커진다

d)

확산전류가 감소한다

23.

역방향 바이어스가 가해진 pn 접합에서 총전류의 주된 성분에 대한 설명으로 옳은 것은?

a)

표동전류가 지배적이며 대략 $I_0$ 수준이다

b)

확산전류가 지배적이며 대략 $I_0$ 수준이다

c)

확산전류와 표동전류가 모두 0이다

d)

표동전류가 순방향으로 증가한다

24.

다이오드의 정류 방정식을 옳게 나타낸 것은?

a)

$I = I_0\,(e^{qV/kT}-1)$

b)

$I = I_0\,e^{-qV/kT}$

c)

$I = qV/kT$

d)

$I = I_0$

25.

순방향 바이어스에서 접합 내 전위 장벽의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

a)

장벽은 $V_0 - V_f$ 로 감소한다

b)

장벽은 $V_0 + V_f$ 로 증가한다

c)

장벽은 $V_0$ 로 변하지 않는다

d)

장벽은 음수로 반전된다

26.

역방향 바이어스에서 접합 내 전위 장벽의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

a)

장벽은 $V_0 + V_r$ 로 증가한다

b)

장벽은 $V_0 - V_r$ 로 감소한다

c)

장벽은 $V_0$ 로 변하지 않는다

d)

장벽은 0이 된다

27.

열적평형 상태의 확산전류 크기를 나타내는 기호로 자료에서 사용된 것은 무엇인가?

a)

$I_0$

b)

$I_s$

c)

$I_r$

d)

$I_d$

28.

순방향 바이어스가 인가된 pn 접합에서 중성 영역 경계인 x_n0에서의 전체 전류에 대한 설명으로 가장 옳은 것은? 접합 전체에서 전류는 일정하다는 가정하에 x_n0에서의 전류를 판단한다.

a)

x_n0에서의 전체 전류는 전자와 정공의 확산전류 합과 같으며 접합을 통해 일정하다.

b)

x_n0에서의 전체 전류는 드리프트 전류만으로 결정되며 위치에 따라 크게 변한다.

c)

x_n0에서의 전체 전류는 정공 확산전류에서 전자 확산전류를 뺀 값이다.

d)

x_n0에서의 전체 전류는 접합 내부에서만 정의되며 중성 영역에서는 0이 된다.

29.

순방향 바이어스 pn 접합에서 중성 영역에서의 다수캐리어 전류는 확산전류 항과 어떤 관계를 가지도록 그려야 하는가?

a)

확산전류 항과 대칭이 되도록 설정한다.

b)

확산전류 항보다 항상 크게 그린다.

c)

확산전류 항이 0이 되도록 소멸시킨다.

d)

확산전류 항과 무관하게 임의로 정한다.

30.

다음 중 임의의 x_n에서의 전자전류 $I_n(x_n)$ 에 대한 최종 표현으로 옳은 식을 고르시오.

a)

$I_n(x_n)=qA\left[\dfrac{D_p}{L_p}p_n\left(1-e^{-x_n/L_p}\right)+\dfrac{D_n}{L_n}n_p\right]\left(e^{qV/kT}-1\right)$

b)

$I_n(x_n)=qA\left[\dfrac{D_p}{L_p}p_n\,e^{-x_n/L_p}-\dfrac{D_n}{L_n}n_p\right]e^{qV/kT}$

c)

$I_n(x_n)=qA\left[\dfrac{D_p}{L_p}p_n-\dfrac{D_n}{L_n}n_p\right]\left(e^{qV/kT}-1\right)e^{-x_n/L_p}$

d)

$I_n(x_n)=qA\left[\dfrac{D_p}{L_p}p_n+\dfrac{D_n}{L_n}n_p\right]$

31.

pn 접합의 역방향 항복현상에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

a)

임계 역방향 바이어스 이상에서 접합에 무한대에 가까운 역방향 전류가 흐르는 현상이다.

b)

순방향 바이어스에서 포화전류가 사라지는 현상이다.

c)

온도가 낮아질수록 역방향 전류가 항상 0이 되는 현상이다.

d)

접합의 저항이 증가하여 전류가 감소하는 선형 현상이다.

32.

역방향 항복전압에 대한 정의로 옳은 것을 고르시오.

a)

항복현상이 발생할 때 접합에 걸리는 전압이다.

b)

정공 농도가 전자 농도와 같아지는 전압이다.

c)

포화전류 $I_0$ 가 0이 되는 전압이다.

d)

순방향 바이어스에서 최대 전류가 흐르는 전압이다.

33.

그림과 같은 역바이어스 회로에서 최대 역방향 전류의 식으로 옳은 것은? 전원 전압을 $E$ , 직렬 저항을 $R$ , 접합 전압을 $V_{br}$ 이라 한다.

a)

$I_r=\dfrac{E-V_{br}}{R}$

b)

$I_r=\dfrac{E+V_{br}}{R}$

c)

$I_r=\dfrac{V_{br}}{R}$

d)

$I_r=\dfrac{E}{R}$

34.

제너항복에 대한 설명으로 옳은 것을 고르시오.

a)

계단형 접합이나 고농도 도핑 조건의 접합에서 주로 발생하는 역방향 항복현상이다.

b)

저농도 도핑된 접합에서 공간전하층이 매우 넓어져 발생하는 열 이온화 현상이다.

c)

순방향 바이어스에서 전자-정공 재결합으로 전류가 증가하는 현상이다.

d)

금속-반도체 접촉에서만 나타나는 특이 현상이다.

35.

제너항복의 물리적 메커니즘으로 가장 적절한 것을 고르시오.

a)

강한 전계에 의해 좁은 장벽을 전자가 터널링하여 발생한다.

b)

격자 진동에 의한 산란이 증가하여 발생한다.

c)

광여기에 의해 소수캐리어가 생성되어 발생한다.

d)

주입된 정공이 포획되어 전류가 감소하며 발생한다.

36.

접합의 항복현상 중 애벌런치항복은 상대적으로 어떤 도핑 조건의 일반 pn 접합에서 발생하는가?

a)

저농도 불순물 도핑된 일반 pn 접합

b)

고농도 불순물 도핑된 일반 pn 접합

c)

금속-반도체 쇼트키 접합에서만

d)

오믹 접촉에서만

37.

역방향 바이어스를 크게 인가하면 공간전하층 W와 내부 전계 E의 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

a)

W가 감소하고 E가 약해진다

b)

W가 증가하고 E가 강해진다

c)

W에 변화가 없고 E는 0에 가깝다

d)

W가 증가하지만 E는 약해진다

38.

그림에서 도시된 충돌이온화 과정의 결과로 가장 적절한 설명은 무엇인가?

a)

소수 캐리어의 재결합이 증가하여 전류가 감소한다

b)

전자-정공쌍이 연쇄적으로 생성되어 전류가 급증한다

c)

공간전하층이 완전히 소멸하여 전계가 0이 된다

d)

순방향 전압 강하가 증가하여 정류 작용이 강화된다

39.

애벌런치항복이 관찰되는 바이어스 조건으로 알맞은 것은?

a)

순방향 바이어스가 낮을 때

b)

역방향 바이어스가 클 때

c)

바이어스가 없을 때

d)

교류 소신호가 인가될 때

40.

접합 정전용량 C_j는 공핍층 W의 전압 의존적 변화에 기인하며, 주로 어떤 바이어스 상태에서 이용되는 특성인가?

a)

순방향 바이어스

b)

역방향 바이어스

c)

무바이어스(0 V)

d)

고주파 교류 바이어스

41.

접합 정전용량의 일반적(비선형 포함) 정의에 해당하는 식을 고르시오.

a)

C = |Q/V|

b)

C = |dQ/dV|

c)

C = V/Q

d)

C = dV/dQ

42.

다음 중 접합 정전용량 C_j를 가리키는 다른 명칭으로 옳은 것은?

a)

전이영역 정전용량, 공핍층 정전용량

b)

확산 정전용량, 주입 정전용량

c)

접촉정전용량, 표면정전용량

d)

양자정전용량, 산란정전용량

43.

전하축적 정전용량 C_S는 어떤 바이어스 조건에서 접합에 대해 우세하게 발생하는가?

a)

역방향 바이어스

b)

순방향 바이어스

c)

무바이어스

d)

펄스 바이어스

44.

슬라이드의 유도식에 따르면 전하축적 정전용량 C_S와 전류 I_Tp의 관계로 옳은 것은?

a)

C_S = (q/kT) I_Tp

b)

C_S = (kT/q) I_Tp

c)

C_S = q I_Tp

d)

C_S = I_Tp/(qkT)

45.

전하축적 정전용량 유도 시 사용된 근사 조건으로 옳은 것을 고르시오.

a)

V ≪ 0.0259 V

b)

V ≈ 0.0259 V

c)

V ≫ 0.0259 V

d)

V = 0

46.

임계 순방향 전압은 어떤 양이 되며, 크기 비교로 옳은 진술은 무엇인가?

a)

접촉전위차가 되며 E_g/q보다 약간 작다

b)

내부전위차가 되며 E_g/q보다 약간 크다

c)

공핍전위가 되며 E_g/q와 정확히 같다

d)

문턱전계가 되며 E_g와 무관하다

47.

그림의 조건으로 명시된 환경을 고르시오.

a)

실온 약 300 K

b)

저온 약 77 K

c)

고온 약 500 K

d)

절대영도 0 K

48.

나열된 재료 중 밴드갭 E_g가 가장 큰 것으로 제시된 것은 무엇인가?

a)

Ge

b)

Si

c)

GaAs

d)

GaAsP

49.

공간전하영역 내 재결합·생성을 고려할 때 다이오드 전류 방정식의 형태로 옳은 것은? (η는 이상계수)

a)

I = $I_0 (e^{qV/kT} − 1)$

b)

I = $I_0 (e^{qV/ηkT} − 1)$

c)

I = η I_0 (e^{qV/kT} − 1)

d)

I = $I_0 e^{ηqV/kT}$

50.

W 내 재결합 준위에서의 생성으로 인해 증가하는 현상으로 옳은 것은?

a)

역방향 전류

b)

접촉저항

c)

최대 전계 감소

d)

포화전류 감소

51.

항복전압 V_br의 의존성에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

a)

V_br ∝ E_g

b)

V_br ∝ 1/E_g

c)

V_br ∝ √(N_A N_D)

d)

V_br ∝ E_0

52.

항복전압 V_br과 W 내 최대 전계 E_0의 관계로 옳은 것을 고르시오.

a)

V_br ∝ E_0

b)

V_br ∝ 1/E_0

c)

$V_br ∝ E_0^2$

d)

V_br와 E_0는 무관하다

53.

pn 접합에서 도핑 농도 증가가 항복전압 V_br에 미치는 영향으로 옳은 것은?

a)

도핑 농도가 증가하면 V_br이 증가한다

b)

도핑 농도가 증가하면 V_br이 감소한다

c)

도핑 농도와 V_br은 무관하다

d)

도핑 농도가 증가하면 V_br은 처음 증가 후 감소한다

열적평형상태에서의 접합(슬라이드 발췌)

Total questions: 53

Worksheet time: 27mins

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