하늘 보면서 살자구요

트랜지스터는 전류의 증폭과 스위칭이 가능한 소자다.Bipolar Junction Transistor와 Junction Field Effect Transistor로 나뉜다.BJT는 이미터, 베이스, 콜렉터로 구성된다.이미터와 콜렉터는 같은 type의 반도체고, 이미터가 더 높게 도핑되어 있다.이미터와 베이스는 순방향 전압을,베이스와 콜렉터는 역방향 전압을 인가한다.pnp BJT라 할 때 VEB는 입력회로, VCB는 출력회로가 된다.정공은 베이스로, 전자는 이미터로 주입된다.VEB에 의해 베이스에서 재결합이 없다면 정공은 콜렉터로 흐르게 된다.즉, VEB에 의해 IC 출력량이 제어되고 VCB로 스위칭된다.FET는 소스, 게이트, 드레인으로 구성된다.게이트는 캐리어의 흐름을 제어하는 역할을 하고캐리어는 소스에..

모든 접합은 페르미 준위를 기준을 접합된다.금속과 n형 반도체 간의 접합을 Schottky 접합이라 한다.전자가 금속에서 반도체로 이동하며 위치 에너지 장벽이 형성되고결과적으로 공핍영역이 생기고 반도체의 밴드는 휘어지게 된다.이때 위치 에너지 장벽은 $\Phi_{B}=\Phi_{m}-\chi = eV_{0}+(E_{c}-E_{Fn})$로 표현된다.($eV_{0}=\Phi_{m}-\Phi_{n}$)순방향 바이어스를 걸면 내부장벽이 낮아져 반도체에서 금속으로 전자가 흐르지만역방향 바이어스를 걸면 장벽이 높아져 넘기 힘들다. 일부 역방향 전류가 흐른다.반대로 n형 반도체보다 더 작은 일함수를 갖는 금속과 접합을 이룰 때전류의 흐름을 제한하지 않는 저항성 접촉이 형성된다.p형 반도체와 n형 반도체의 pn접합으로..

금속의 에너지 밴드 내 전자는 전계가 없으면 전류가 흐르지 않는다.전계가 인가되면 페르미 준위 근처의 전자는 전계의 반대 방향으로 격자진동을 통해 산란되며 순유동이 형성된다.이는 에너지 밴드가 휘어 전자로 하여금 포텐셜 에너지 차이를 만든다고 볼 수 있다.금속 간 접촉은 페르미 준위를 기준으로 접합되며전자는 에너지가 더 높은 곳에서 낮은 곳 표면으로 터널링한다.그렇게 페르미 준위가 정렬되면 평형상태에 도달한다.진성 반도체란 완벽한 결정으로 만들어진 반도체로, 열적으로 생성되는 전자와 정공의 수는 동일하다.전자의 수보다 상태의 수가 많으므로 볼츠만 통계를 사용한다.불순물 반도체는 전자나 정공을 과잉으로 제공할 수 있도록 불순물이 첨가된 반도체다.같은 양자수 조합을 가질 가능성을 무시할 수 없을 정도의 전자..

파동으로서의 빛은 주파수를 갖는 전자파로 설명한다.전자파는 자기장과 전기장으로 구성되는 진행파다.파동으로서 영의 이중 슬릿 실험에서의 간섭 무늬결정을 통과하는 x선에 의해 얻어지는 회절 무늬가 설명 가능하다.이를 이용해 Bragg's law($n\lambda = 2d\sin{\theta}$)로 결정을 연구하는데 사용한다. 아인슈타인은 빛을 입자로 생각했다.금속에 일정 진동수 이상의 빛을 비추면 표면에서 전자가 튀어나오는 광전효과가 발생한다.빛을 크기를 갖는 에너지 덩어리인 광자로 해석했고, 충돌로 에너지를 전달한다고 봤다.빛의 세기 즉, 광자의 수를 증가시키면 포화 전류가 증가한다.또한 입자로서 x선(광자)이 전자에 부딪히면 휘거나 산란되어 에너지를 공유하는Compton 산란 실험이 확인 됐다.광자는 에..

Virial 이론정전인력과 반발력의 상호작용만이 존재하는 전하시스템에서총 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합(E=PE+KE, KE=-1/2PE)이다.기체 분자 운동론에서운동에너지에 대한 PV관계식은 $PV=\frac{1}{3}Nmv^{2}$이다.PV=nRT를 대입하면, $KE=\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{3}{2}kT$라는 관계식이 얻어진다.멕스웰의 에너지 균등 분할 법칙에 따르면시스템의 전체 에너지에 대한 식에서 독립된 에너지항 각각에는 평균값 1/2kT를 할당한다.즉, 병진 운동에너지만 가지는 단일원자 분자의 평균 운동에너지는 3* 1/2kT이고2가지 구별되는 회전 운동이 추가되는 2원자 분자는 5*1/2kT를 가진다.고체의 경우 원자가 서로 결합되어 있기 때문에진동에너지와 스프링 위..

표면장력은 단위길이당 힘으로 유체의 표면에서 작용하는 힘이다. ($\sigma = \frac{F}{l}$) 액체와 접하는 고체의 표면에너지가 작은 경우 표면장력이 우세하여 접착면이 최소화된다. 고체의 장력은 접착면에서 액체의 tangent(접촉각)로 파악할 수 있다. 고체의 표면에너지가 큰 경우 액체는 구형이 아닌 perfect wetting 상태가 된다. 비눗방울의 경우 자유물체도 단면에 대한 힘의 평형은 $(p_{i}-p_{o})=\frac{4\sigma}{R}$이다. po는 외부압이고 pi는 밖으로 밀어내는 압력이다. 이때 표면장력은 4부분에서 같은 힘으로 작용한다. 구를 가득 채운 액체의 경우 표면장력은 2부분에서 같은 힘으로 작용하고 $(p_{i}-p_{o})=\frac{2\sigma}{R}$이..

물체의 표면 가까운 곳에서는 점성의 영향을 고려해야 한다. 점성의 영향을 받는 점성영역과 그렇지 않은 비점성 영역으로 나눌 수 있다. 유체의 동점성이 크면(Re가 작으면) 유동장에서 점성영역이 커질 것이다. 점성이 0인 비점성유동에 대하여 평판에서는 속도가 일정한 반면 평판이 아닌 경우 물체 표면에서의 위치에 따라 속도가 달라진다. 점성이 있을 때 평판 표면에서 유체의 속도는 0이다. 평판 가까운 곳에서는 유체의 속도가 0부터 $U_{\infty}$까지 변하게 된다. 점성이 아주 작은 경우 점성영역(경계층)은 상당히 얇고 그 두께는 $\delta$로 나타낸다. ($u = 0.99U_{\infty}$에 도달할 때 벽으로부터의 거리) 평판의 앞쪽 끝에서 경계층이 생기기 시작하고 뒤로 갈수록 커진다. 초기에는..

유체가 기체인 경우 압력에 따라 밀도가 변하는 압축성 유동을 보인다. Ma = v/a(음속) > 0.3이라면 압축성 유동을 나타낸다. Ma 1이면 초음속이다. 이상기체를 살펴보자. $pV = n\bar{R}T$가 성립하고 일반기체상수 $\bar{R}$ = 8.314 kJ/kmol*K = 0.082 L*atm/mol*K이다. 여기서 몰수를 질량/분자량이라 하면 $pV = mRT$가 되며 R은 기체상수로 기체의 종류에 의존한다. 양 변을 질량으로 나누면 부피는 비체적, 혹은 밀도로 나타낼 수 있고 $p = \rho RT$가 얻어진다. 유체에 큰 압력이 가해질 때 압축되는 정도를 압축률이라 하며 $\beta = -\frac{1}{V}\frac{dV}{dp}$..