반도체

 반도체란, 말 그대로 반(半) + 도체(導體)를 의미한다. 즉 도체와 부도체의 중간적 물질이라는 뜻인데 순수한 반도체는 부도체다. 여기에 빛과 열을 가하거나 불순물을 추가 함으로서 인공적 조작으로 도체의 성질을 나타낼 수 있는 물질을 반도체라고 한다.
 반도체에는 진성반도체(고유반도체)와 외인성 반도체가 있다. 반도체로 가장 많이 쓰이는 규소의 경우 4개의 최외각 전자를 갖고 있는 4족 원소인데 이들이 모여 있을 경우 각각의 원자들이 공유결합을 형성함으로써 원자핵에 강하게 묶이게 된다. 따라서 이 때는 전압을 걸어줘도 전기가 흐르지 않게 되는데 결합력 보다 큰 에너지를 가할 경우 가전자가 자유전자가 되어 결정안을 자유롭게 돌아다닌다. 이때 전자가 빠져나간 구멍, 정공을 통해 전기가 흐르게 된다.
 외인성 반도체의 경우 규소에 불순물을 첨가함으로써 도체의 성질을 이끌어 내는 특성을 갖고 있다. 예를 들어 3족 원소를 넣어 줄 경우 안정된 공유결합을 형성할 수 있는 전자에서 한 개가 부족하기 때문에 정공이 생기게 되고 따라서 전기가 흐르게 된다. 이를 p형 반도체라 부른다. 반면에 5족 원소를 넣었을 때는 결합을 형성하고 잉여 전자가 생기게 되는데 이 전자가 자유전자가 되어 전기를 흐를수 있게 도와준다. 이를 n형 반도체라고 한다.