전자·자성·광학 재료

도너 농도가 1.0×10¹⁶ cm⁻³인 n형 실리콘(상온, 도너는 모두 이온화)의 비저항에 가장 가까운 것은 무엇인가? 전자의 이동도는 1350 cm²/(V·s), 기본 전하량은 1.60×10⁻¹⁹ C로 하고, 정공의 기여는 무시한다.

  1. A약 0.46 Ω·cm
  2. B약 2.2 Ω·cm
  3. C약 4.6×10³ Ω·cm
정답과 해설 보기

정답: A. 약 0.46 Ω·cm

전기 전도도는 σ = neμ = 1.0×10¹⁶ × 1.60×10⁻¹⁹ × 1350 ≈ 2.16 S/cm이고, 비저항은 그 역수인 ρ = 1/σ ≈ 0.46 Ω·cm입니다. 약 2.2 Ω·cm는 전기 전도도의 수치를 그대로 비저항으로 착각한 오류입니다. 약 4.6×10³ Ω·cm는 이동도를 m²/(V·s)로 환산한 0.135를 cm⁻³ 단위의 농도와 그대로 조합한, 단위 혼용에 의한 오류입니다. 금속은 캐리어 농도가 약 10²² cm⁻³로 커서 비저항이 거의 재료에 따라 정해지지만, 반도체에서는 도핑으로 n을 몇 자릿수나 바꿀 수 있으므로 비저항을 넓은 범위에서 제어할 수 있습니다.

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