반도체와 PN 접합: 한쪽으로만 흐르는 이유

실리콘에 불순물을 넣으면 전자가 남는 N형, 전자가 모자란(정공이 많은) P형이 됩니다. 둘을 붙인 경계가 PN 접합입니다.

순방향과 역방향

• 순방향 (P에 +, N에 -): 약 0.6~0.7V를 넘으면 전류가 급격히 흐릅니다. 이것이 실리콘 다이오드의 순방향 전압 Vf입니다.
• 역방향: 경계의 공핍층이 넓어져 전류가 거의 흐르지 않습니다. 너무 큰 역전압을 걸면 항복이 일어납니다.

온도 특성

Vf는 온도가 1℃ 오를 때 약 2mV 줄어듭니다. 이 성질 때문에 다이오드를 온도 센서로 쓸 수도 있고, 반대로 대전류 다이오드는 뜨거워질수록 전류가 더 몰리는 열 폭주를 조심해야 합니다.

이후 단계와의 연결

소자	PN 접합 구성
다이오드	접합 하나
BJT	접합 두 개 (NPN, PNP)
MOSFET	게이트 전압으로 채널을 만듦, 구조상 바디 다이오드 내장

MOSFET 안에 숨어 있는 바디 다이오드가 인버터에서 데드타임 동안 전류를 흘려주는 길이 됩니다.