얀드브 [894170] · MS 2019 · 쪽지

2020-09-21 18:59:37
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21학년도 9월 평가원 물리1 5번 보충 설명

게시글 주소: https://m.orbi.kr/00032280612

아래 링크는파급효과 물리팀의 9월 평가원 물리학1 손해설입니다.

https://orbi.kr/00032191993



<21학년도 9월 평가원 물리1 5번 보충 설명>


사실 이 문항 질문이 많은 것을 보고 좀 많이 놀랐습니다. 21수능 수험생들이 전체적으로 이 부분 학습이 너무 안되어있는 거 같다는 걱정이 많이 되네요...


다들 질문의 공통점이 있었습니다. ‘그림을 보고 도체인지 반도체인지 구별하는 방법이 뭔가요?’가 그것이었습니다.







이 문항에서는 절연체는 등장하지 않았지만 절연체까지 함께 생각해 봅시다.


도체와 반도체 그리고 절연체를 구분하는 기준이 무엇인가요? 

전기 전도성을 기준으로 판단하는 거죠. 



도체전도띠와 원자가띠가 서로 맞닿아 있거나 약간 겹쳐 있기 때문에 아주 작은 에너지를 가해도 전자가 전도띠로 올라가 버립니다.

따라서 전기 전도성이 높은 것입니다. 


반도체와 절연체의 경우엔 전도띠와 원자가띠가 맞닿아 있지 않습니다

원자가띠와 전도띠 사이에 띠틈이 존재하죠. 

띠틈만큼, 또는 그보다 큰 에너지를 가할 경우에만 전도띠로의 전이가 가능하므로 

일정 이상의 에너지를 가한 경우에만 반도체와 절연체에 전류가 흐를 수 있는 것입니다. 

(물론, 반도체에 비해 절연체는 그 띠틈이 더욱 커서 웬만한 크기의 에너지로는 전이가 불가능하죠).


즉, 이번 9월 평가원 문제에 나온 그림(사실 기출에 자주 나온 그림입니다)에서는 

색칠된 부분과 색칠되지 않은 부분의 경계의 접촉 여부(원자가띠와 전도띠가 붙어있는지/떨어져있는지)

를 통해 도체/반도체를 판단하셨어야 합니다. 

전도띠와 또다른 전도띠 사이의 간격, 원자가띠와 또다른 원자가띠 사의의 간격은 판단 대상이 아닌 겁니다.



+이 문항에서는 절연체가 나오지 않았었지만, 조금 더 알아봅시다.

도체는 에너지 띠 그림을 통해 바로 파악이 가능하지만(색칠된 부분과 색칠되지 않은 부분이 맞닿아 있으므로), 그냥 그림만 보고는 반도체인지 절연체인지는 파악이 불가능합니다. 추가 조건이 무조건 깔릴 것이니 이를 통해 구별을 하도록 합시다.


이번 9평 문항처럼 문제에서 ‘도체 또는 반도체이다.’라는 조건을 통해 (절연체는 생각하지 말라는 겁니다) B를 반도체로 확정을 해 주었거나, 

반도체와 절연체의 개수를 미리 정해 주는 경우(이 때는 절연체의 띠틈을 확실하게끔 더 크게 그려줄 겁니다.)에만 구별이 가능합니다.


ex) 도체/반도체/절연체가 각각 1개씩 존재한다는 조건이 깔리는 경우->도체 먼저 판단, 나머지 두 물질의 띠틈의 크기를 비교하여 반도체와 절연체 고르기


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