1.        lecture 2a의 마지막 부분에 depletion width (high doping) << depletion width (low doping) 은 N_d*x_n = N_a*x_p에 의해 잘 이해가 갑니다. 그러나 carriers/width (high doping) >> carriers/width (low doping) 부분이 잘 이해가 가지 않습니다. 그냥 doping concentration이 많아 carrier가 많다 라고 이해해야 하는건가요? 그래프의 y축은 volume charge density인데 그렇다면 high doping쪽의 전류가 더 많이 흐른다고 생각해야 하는건지... 다이오드가 직류라면 그렇지 않을 것 같은데 잘 이해가 가지 않습니다.

답) 질문에 답이 모두 있습니다. 먼저 N_d*x_n = N_a*x_p 식에서

depletion width (high doping) << depletion width (low doping) 부분은 x_n 과 x_p를 나타내는 것이고

궁금했던  carriers/width (high doping) >> carriers/width (low doping) 는 N_d와 N_a 를 나타내는 것입니다.

N 지역과 p지역에서 서로 주고 받는 Total charge 양은 같다는 의미가  수식적으로는

N_d*x_n = N_a*x_p입니다. Carriers/width라는 의미는 단위 width당 carrier가 많다 적다라는 뜻이고 high doping이냐 low doping이냐라고도 할 수도 있습니다. 따라서 width당 carrier가 많은 부분(p region) 은 depletion width가 짧아지고 width 당 carrier가 작은 부분( n region)은 depletion width가 길어진다는 뜻입니다.

따라서 오석재씨가 답을 한것처럼  “doping concentration이 많아 carrier가 많다 라고 이해해야 하는건가요?”이 맞습니다. High doping 쪽에 전류가 더 많이 흐르는지는 교안 2c 12, 13페이지에 나온 것을 한번 더 시청하시고 또 질문이 있으면 답을 하도록 하죠. 도움이 되었기를 빕니다. 

2. Thermally equilibrium일 때 fermi level을 align해주었을 때와 forward bias가 걸렸을 때 fermi level의 차이가 궁금합니다.

처음 fermi level을 align해주게 되면 fermi level이 일직선을 형성하게 되는데 forward bias가 걸렸을 때는 일직선이 아니라 n region에서는 원래보다 더 CB쪽에 있고, depletion region에서 음의 기울기를 가지고 p region에서 원래보다 더 VB에 붙어야 할 것 같은데 이게 맞나요?

답) Thermally equilibrium일 때 fermi level을 align해주었을 때와 forward bias가 걸렸을 때 fermi level의 차이는 교안 2c 4페이지에 thermally equilibrium상태 그림과 forward bias상태에서의 Fermi level그림이 있는데 forward bias에서의 Fermi level그림이 자세히 그려져 있지 않지요? Forward bias라는 외부 에너지가 가해진 상태라 quasi fermi level을 이해해야 하는데 이 부분은 교안 2c 11페이지에 자세하게 그려져 있습니다. 오석재씨가 생각하는 것 처럼 단순하지가 않고 외부 바이어스에 의해 많은 캐리어들의 이동이 있으므로 quasi Fermi level개념이들어가야 합니다. 외부 에너지 Forward bias에 의해 p 지역에서 hole들이 n 지역으로 넘어가면 minority carrier가 되고 여기서 exponentially diffusion이 일어나면서 quasi Fermi level이 일시적으로 형성됩니다.  n지역의 전자가 p지역으로 넘어가면서도 마찬가지로 quasi Fermi level이 일시적으로 생기게 되지요. 하지만 외부 바이어스를 끄면 다시 equilibrium 상태에서의 Fermi level을 가지게 됩니다. Quasi Fermi level은 교안 1h를 다시 한번 review해주시고 또 질문이 있으면 언제든지 알려주기 바랍니다. 자 나머지 부분도 파이팅하시고 꼭 원하는 회사에 입사하길 빕니다.