LED의 원리, 종류, 응용분야, 느낀점

소개글

LED의 원리, 종류, 응용분야, 느낀점을 자세히 정리하였습니다.

목차

1.원리
2.종류
3.응용분야
4.느낀점
참고자료

본문내용

반도체의 원리

LED는 P-n junction을 이용하여 만든 것으로, P-n junction을 이해하기 위해서는 일단 반도체에 대해서 알아야 한다. 반도체는 전기전도도에 따른 물질의 분류 가운데 하나로 도체와 부도체의 중간영역에 속한다. 반도체를 밴드갭 이론으로 설명하면, 원자 간의 속박에서 벗어나 자유로이 결정 내를 움직이는 전자가 존재하는 전도대(Conduction band)와 공유결합에 기여하며 전자가 구속되어 있는 가전자대(Valance band), 그리고 전도대와 가전자대 사이에 금지대(Forbidden band)가 있다. 여기서 가전자대의 제일 위쪽 에너지와 전도대의 제일 아래쪽 에너지 사이의 차이를 반도체의 에너지갭(Enegy gap)이라고 한다.


한 개의 전자를 가전자대로부터 금지대를 지나 전도대로 이동시킬 수 있는 에너지가 주워졌을 때, 전도대로 이동한 전자는 전기전도에 기여할 수 있다. 정공은 빠져나간 가전자대에는 한 개의 에너지 상태가 비어있는 것을 일컬으며, 전자와 크기가 같으나 부호는 반대인 전기량을 가지는 양의 전하의 같은 거동을 한다. 일정 온도에서 반도체내의 전자는 열에너지에 의해 여기 되어 전도대로 이동한다. 그러면 가전자대의 위쪽은 빈 에너지 상태, 즉 정공이 발생하고 가전자대는 충만한 상태가 아니므로 전류가 흐를 수 있다.
반도체는 불순물 첨가 여부에 따라 진성 반도체와 불순물 반도체로 나눌 수 있다.
진성 반도체(Intrinsic semiconductor)는 음극의 전자의 개수와 양극의 양공의 개수가 거의 비슷한 상태인 반도체이다. 즉, 반도체의 결정에 불순물이 없거나, 있더라도 매우 적어 대부분의 운반체가 열적으로 들뜬 전자와 그 뒤에 남은 정공일 경우의 반도체이다. 음극에 해당하는 전도대 속의 전자의 수와 양극에 해당하는 가전자대 속의 정공의 수가 같은 경우이다. 하지만, 진성 반도체의 경우 밴드갭이 커서 전도성이 좋지 않아 잘 쓰이지 않는다.

참고 자료

[1] 기초 반도체 소자 / 김종성 역
[2] 기초 디스플레이 공학 / 김현후•윤상현•박대희•임기조 공저
[3] LED 조명기술의 최신동향 / 월간 전기기술
[4] 첨단 광산업의 현재와 미래 / (사)한국산기대 Nano-TIC
[5] 발광다이오드산업 경쟁력 조사 / 산업자원부 무역위원회 산업연구원
[6] 반도체 과학과 발광 다이오드 / 전석희