2019년 국가직 9급 전자공학개론 2번

■ 1단계: PN 접합 다이오드의 바이어스 동작 특성 분석
• 순방향 바이어스:
- 외부 인가 전압이 내부 빌트인 전위(Built-in Potential)를 낮추어 공핍영역 폭($W$)이 좁아집니다. (①번 옳지 않음)
- 다수 캐리어인 P형 영역의 정공뿐만 아니라 N형 영역의 전자도 접합면을 넘어 반대편으로 상호 주입 및 확산됩니다. (②번 옳지 않음)
• 역방향 바이어스:
- 외부 전압이 내부 장벽 전위를 강화하여 공핍영역 폭($W$)이 넓어집니다.
- 공핍영역 내 노출되는 고정 공간 전하(P형 측 음이온, N형 측 양이온)의 양이 증가하므로 내부 전계의 세기는 더욱 강해집니다. (④번 옳지 않음)

■ 2단계: 접합 커패시턴스(접합부 정전용량) 해석 (보기 ③ 판별)
• 역방향 바이어스 인가 시 공핍층 커패시턴스($C_j$) 모델:
$$C_j = \frac{\epsilon A}{W}$$
($\epsilon$: 반도체 유전율, $A$: 접합 단면적, $W$: 공핍영역 폭)
• 역방향 전압 $V_R$이 증가하면 공핍영역의 두께 $W \propto \sqrt{V_0 + V_R}$가 증가하므로, 접합부 정전용량 $C_j$는 감소합니다. (③번 옳은 설명)

■ 최종 결과:
• 옳은 설명은 ③번