2023년 국가직 9급 전자공학개론 4번

■ 1단계: 반도체 불순물(도펀트)의 종류 분류
• 3족 원소 (Acceptor, P형 불순물):
최외각 전자가 3개인 B(붕소), Al(알루미늄), Ga(갈륨), In(인듐) 등으로, Si 결정에 주입 시 정공(Hole)을 형성합니다.
• 5족 원소 (Donor, N형 불순물):
최외각 전자가 5개인 P(인), As(비소), Sb(안티모니) 등으로, Si 결정에 주입 시 자유전자를 형성합니다.

■ 2단계: 보기별 정오 판별

• ①번 (옳은 설명):
P형 반도체는 3족 원소 도핑을 통해 생성된 정공이 다수 캐리어, 전자가 소수 캐리어가 됩니다.

• ②번 (옳은 설명):
진성반도체는 열에 의해 전자-정공 쌍(EHP)이 일대일로 생성되므로 전도대의 전자 농도($n_i$)와 가전자대의 정공 농도($p_i$)가 서로 같습니다 ($n_i = p_i$).

• ③번 (오답 분석 / 옳지 않은 것):
As(비소)는 5족 원소로 전자(다수 캐리어)를 제공하는 N형 불순물(도너)입니다.
따라서 P형 불순물로 사용된다는 설명은 옳지 않습니다.

• ④번 (옳은 설명):
N형 반도체에서 도너 불순물 농도가 증가하면 전도대의 전자 농도가 증가하므로, 페르미 준위($E_F$)는 에너지 밴드갭 내에서 전도대($E_c$) 쪽으로 더 가깝게 이동합니다.

■ 최종 결과:
• 옳지 않은 것은 ③번