DWD 반도체 이야기

4.15.0 광 다이오드 > 다이오드 빛이 조명되면 역방향 전류가 흐르고 그 전류는 빛에 세기에 비례한다. > 이렇게 발생한 역방향 전류로 빛을 검출하는 데 사용할 수 있다. > 이런 소자를 광다이오드(Photodiode)라고 한다. > 이런 역방향 전류가 에벌런치 항복 전압 근처까지 바이어스 되면 광이 생성한 캐리어들이 공핍층을 통과하여 충돌에 의한 이완화가 증폭된다. > 즉, 작은 세기의 광에 의해 전류가 민감하게 반응한다. > 이런 민감도 높은 현상을 이용한 소자는 애벌런치 광 다이오드라고 한다. Reference -. Chenming Calvin Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, PEARSON(2013)

4.14.3  다이오드 레이저 응용 > 빨간색 다이오드 레이저는 CD와 DVD 리더에 사용된다. > 플라스틱 디스크에 새겨져 있는 형태를 레이저 빔을 쏴서 반사된 광으로 데이터를 읽는다. > 청색 다이오드 레이저는 빛의 파장이 더 짧기 때문에 더 작은 초점을 맞출 수 있다. > Blu Ray 리더에는 청색 다이오가 사용된다. > 광섬유 통신에도 다이오드 레이저가 사용된다. > 광섬유는 매우 가늘고 빛에 매우 투명하게 만들어진 석영 섬유이다. > 광섬유의 투명도는 1.55um 파장에서 최대이다. > 레이저 다이오드의 전류를 가변하여 특정 파장의 레이저를 발생 시킬 수 있다. > 이렇게 발생된 레이저 광 펄스는 그 세기가 절반이 될 때 까지 광섬유를 통하여 10km 진행할 수 있다. > 일정 거리마다 광..

4.12.4 출력 전력 > 태양 전지에서 IV가 최대가 되는 특별한 동작점이 존재한다. > 그 지점에서 전지가 동작하도록 하기 위해 보통 부하-정합 회로가 사용된다. > FF는 충진 인자라고 하며 IxV의 최대 비율이다. > 보통 0.75 정도이다. > 출력을 최대로 하기 위해서느 Isc, Voc가 커야 한다. > Isc 빛의 세기에 비례한다. > Voc는 캐리어 생성률 G가 크면 커진다. > Voc는 Nd에 비례한다 즉 아주 높게 도핑 되어있어야 한다. > 태양 전지가 효과적으로 냉각될 수 있으면 효율이 증가한다. > 냉각이 잘되면 ni가 줄어들기 때문이다. > 또한 Eg가 크면 ni가 감소하여 전지 효율이 증가한다. > 단, Eg가 너무 크면 빛의 넓은 범위의 파장을 흡수하지 못하여 Isc가 떨어진다..

4.12.3 단락 회로 전류와 개방 회로 전압 > 빛이 반도체에 비쳐서 Gs^-1cm^-3 비율로 캐리어가 생성되면 전류 연속 방정식을 이용하여 전류 관계식을 구할 수 있다. > 태양 전지가 매우 얇은 P+ 층을 가지고 단락 회로 V=0V 일 때 경계 조건은 다음과 같다. > x가 무한대에서 일정한 p'를 가지게 되므로 d^2p' / dx^2 은 0이 된다. > 식을 정리하고 해를 구하면 다음과 같다. > 정리한 해를 전류 밀도 식에 대입하면 다음과 같다. > 접합으로부터 거리 Lp이내에서 생성된 캐리어만이 PN 접합에 수집되고 단락 회로 전류에 기여한다. > Lp보다 먼 곳에서 생성된 캐리어들은 재결합으로 손실된다. > 확산 길이가 큰 길이를 가져야 전류 생성에 바람직하다. > 동일한 의미로 캐리어 재..