반도체의 역사

진공관

- 반도체의 시조

- 진공 속에서 금속을 가열할 때 방출되는 전자를 전기장으로 제어하여 정류, 증폭 등의 특성을 얻을 수 있는 유리관

- 2극 진공관 : 최초의 진공관으로 1904년 영국의 과학자 '존 앰브로즈 프레밍(John Ambrose Fleming)'이 발견

- 3극 진공관 : 1907년 미국의 '리 디 포리스트 (Lee de Forest)'가 증폭 기능을 더한 '오디온'을 발명

- 여러 다극 진공관 발견

- 전기를 동력으로만 사용 -> 신호를 전송하고 처리하는 시대 도래

- 최초의 전자식 컴퓨터 애니악 구성 (약 18000개의 진공관 사용)

- 단점 : 부피가 크며 전력 소모가 큼, 발열에 의해 쉽게 깨짐

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트랜지스터

- 최초의 트랜지스터 : 1947년 미국의 벨 연구소에서 윌리엄 쇼클리(William Shockley)와 월터 브래트(Walter Brattain), 존 바딘(John Bardeen)이 발명

- 반도체 물질을 활용해 신호 증폭 문제를 해결

- 진공관의 단점 해결

- 경박단소의 다기능화

- 단점 : 다양한 기능을 가진 하나의 제품을 만들기 위해 수많은 트랜지스터와 부품을 서로 연결하여 제품이 복잡해질수록 수많은 연결점들이 제품 고장의 원인이 됨

트랜지스터 종류

쌍극성 접합 트랜지스터 (Bipolar Junction Transistors, BJT)

- 서로 다른 성질을 가진 N형, P형 반도체의 접합을 통해 전류를 제어함

- 스위치 또는 증폭 작용

- 이미터에서 방출하는 자유전자 또는 정공을 컬렉터가 모음

- 베이스는 이미터의 방출량을 조절해서 스위치 또는 증폭 작용을 함

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PNP_BJT_-_Structure_%26_circuit.svg

전계효과 트랜지스터 (Field Effect Transistrs, FET)

- 전류의 흐름을 게이트에 가해진 전압을 통해 조절

https://cdn4.explainthatstuff.com/fet1.gif

https://cdn4.explainthatstuff.com/fet2.gif

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집적회로

- 최초의 집적회로 : 1958년 미국의 '잭 킬비(Jack Kilby)'가 트랜지스터와 다이오드, 저항 등의 다양한 부품을 하나의 기판에 넣어 만듦

- 소형화 고집적화를 거듭하며 오늘날의 반도체 산업으로 거듭남

- 다양한 전자회로 소자를 초소형으로 집적해 하나의 기판 위에 인쇄하듯 찍어냄

- 장점 : 대량생산이 가능, 부품의 크기가 작음

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용어 정리

*다이오드(Diode): 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 성질을 가진 반도체 소자, p-n 접합과 같은 구조

 

*저항(Resistance): 전류의 흐름을 방해하는 작용을 하는 부품

 

*커페시터(Capacitor): 전하를 모으고 방출해 전압을 조절하는 부품

 

질문

1. 전계효과 트랜지스터에 대해서 자세하게 공부하고 정리하기

 

 

참고자료

[반도체 웹툰 NANO] 3화. 반도체의 진화! 점점 작아진다. 그러나 점점 대단해진다! – 삼성반도체이야기 (samsungsemiconstory.com)