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트랜지스터
트랜지스터(transistor)는 규소나 게르마늄으로 만들어진 p형 반도체와 n형 반도체를 를 세 겹으로 접합하여 만든 전자회로 구성요소이다.[1]
개요
트랜지스터는 변화하는 저항이라는 뜻의 'transfer resistor' 에서 유래된 합성어이며 현대 전자 기기를 구성하는 굉장히 흔한 기본 부품중 하나로, 전자 신호 및 전력을 증폭하거나 스위칭하는 데 사용되는 반도체 소자이며, 세 개 이상의 전극이 있다. 크게 접합형 트랜지스터(Bipolar Junction Transistors, BJT)와 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistors, FET)로 구분된다. 보통 입력단, 공통단, 출력단으로 구성되어 있다. 입력단과 공통단 사이에 전압(FET) 또는 전류(BJT)를 인가하면 공통단과 출력단 사이의 전기전도도가 증가하게 되고 이를 통해 그들 사이의 전류흐름을 제어하게 된다. 아날로그, 디지털 회로에서 트랜지스터는 증폭기, 스위치, 논리회로, RAM 등을 구성하는 데 이용된다.[2]
기본 성분과 원리
성분
트랜지스터는 게르마늄(Ge)이나 실리콘(Si)의 결정처럼 4개의 가전자로 공유 결합하고 있는 반도체를 4가 진성 반도체라고한다. 여기에 외부 불순물을 섞은 반도체를 불순물 반도체 혹은 외인성 반도체라고 한다. N형 반도체는 4가 진성 반도체(전자 4개)에 5가 원소(전자 5개)를 결합하게 되면 전자 1개가 남는 8개로 구성되고 1개의 전자가 떨어져 남아 자유전자가 되서 N(Negative)형이 되고, '-' 를 필요로 하기 때문에 중성인 상태이지만 '+' 로 이온화 가능성을 여겨 '도우너' 라고 하고 '+'로 표현한다. P형 반도체는 4가 진성 반도체(전자 4개)에 3가 원소(전자 3개)를 결합하게 되면 전자 1개가 부족한 7개로 구성되고 전자 1개가 부족한 양공이 형성되어 P(Positive)형이 되고 중성인 상태이지만 '-'로 이온화 가능성을 여겨 '억셉터' 라고 하고 '-'로 표현한다.이렇게 형성된 P형과 N형 반도체를 접합하게 되면 다이오드가 되고, P형 두개와 N형 한개 또는 N형 두개와 P형 1개를 접합하게 되면 트랜지스터가 된다.[3]
원리
트랜지스터의 작동을 알기전에 먼저 다이오드의 작동을 알아보는 것이 좋다.
종류
접합형 트랜지스터
접합형 트랜지스터(Bipolar Junction Transistors, BJT)는 1947년 벨 연구소에서 존 바딘, 월터 브래튼 그리고 윌리엄 쇼클리에 의해 발명되었다. 기존의 컴퓨터에는 진공관을 사용했는데, 진공관은 전자회로 구현에서 크기와 소모전력 그리고 내구성에 문제가 많았다. 특히 스위치 개념을 적용할 때, 많은 소자가 필요한데 공간의 한계가 문제였다. 스위치는 전류를 흐르게 하거나, 흐르지 못하게 한다. 반도체는 n형과 p형이 있으므로 여기에 제어용 전극을 붙여, N형 반도체의 막대 중간에 제어 전극을 붙이는 방법은 중간에 P형을 끼워 넣는 방법 밖에 없다. P형이라면 N형을 넣으면 전류제어가 가능해진다. 개발 초기와는 다르게 현재의 부품들은 실리콘 웨이퍼에 평면 도핑에 의해 만들어진다. 사진기술에 의해 n형 반도체 위에 p형과 다시 n형을 도핑한다.[4]
각주
- ↑ 〈트랜지스터(Transistor)〉, 《kocoafab》, 2016-01-11
- ↑ 〈트랜지스터〉, 《위키백과》
- ↑ HARA, 〈트랜지스터의 기본 구조 및 원리〉, 《네이버 블로그》, 2016-09-25
- ↑ 〈접합형 트랜지스터〉, 《위키백과》
- 〈트랜지스터(Transistor)〉, 《kocoafab》, 2016-01-11
- 〈트랜지스터〉, 《위키백과》
- HARA, 〈트랜지스터의 기본 구조 및 원리〉, 《네이버 블로그》, 2016-09-25
