실리콘이 반도체로 동작하는 원리를 도핑 개념과 함께 설명해 주세요.

실리콘은 최외각 전자가 4개인 4가 원소로 순수한 상태에서는 캐리어가 매우 적어 전기가 거의 흐르지 않습니다. 여기에 인이나 비소 같은 5가 원소를 주입하면 남는 전자가 자유전자가 되어 N형이 되고, 붕소 같은 3가 원소를 주입하면 전자가 부족한 자리인 정공이 생겨 P형이 됩니다. 즉 도핑 농도로 캐리어 수를 조절해 저항을 원하는 수준으로 제어할 수 있고, 이 제어 가능성이 실리콘을 소자 재료로 쓰는 핵심 이유입니다.