2022년 국가직 9급 전자공학개론 2번

■ 1단계: PN 접합 형성 과정 및 공핍 영역(공간전하 영역) 메커니즘
• 캐리어 확산 및 재결합:
접합 초기 N영역의 다수 캐리어인 자유전자가 P영역으로 확산하고, P영역의 정공과 결합하여 소멸합니다.
• 고정 이온(공간전하) 형성:
- N영역 접합 부근: 전자를 잃어 움직일 수 없는 양이온(도너 이온, $N_d^+$)이 남아 '양전하 층'을 형성합니다.
- P영역 접합 부근: 전자를 얻어 움직일 수 없는 음이온(억셉터 이온, $N_a^-$)이 남아 '음전하 층'을 형성합니다.
• 공핍층 및 내부 전위:
자유 캐리어가 고갈된 영역을 공핍 영역(Depletion Region)이라 하며, 고정 이온층에 의해 형성된 내부 전계로 인해 전위 장벽(Built-in Potential Barrier)이 생깁니다.

■ 2단계: 보기별 정오 판별

• ①번 (옳은 설명):
캐리어 확산과 재결합으로 인해 접합 부근에 캐리어가 고갈된 공핍영역이 형성됩니다.

• ②번 (옳은 설명):
공핍층 양단의 고정 이온층에 의한 내부 전계로 전위차가 발생하며, 이를 전위장벽이라 부릅니다.

• ③번 (오답 분석 / 옳지 않은 것):
N영역 접합 부근에는 양전하 층($N_d^+$)이, P영역 접합 부근에는 음전하 층($N_a^-$)이 형성되므로 극성 설명이 반대로 되어 옳지 않습니다.

• ④번 (옳은 설명):
접합 순간 N영역의 자유전자가 P영역으로 확산하여 접합 부근 정공과 재결합합니다.

■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ③번