트랜지스터의 발명과 역사

트랜지스터는 1947년 미국의 벨 전화 연구소에서 월터 브래튼, 윌리엄 쇼클리, 존 바딘이 처음 만들었습니다.

 

이 발명은 전자공학의 혁명을 일으켰으며, 라디오, 계산기, 컴퓨터 등의 작고 가벼운 전자기기를 제조할 수 있게 되었습니다.

 

트랜지스터 개발자들은 1956년 노벨 물리학상을 수상했습니다.

 

트랜지스터의 아버지 '윌리엄 쇼클리'

 

트랜지스터 기판

 

최초의 트랜지스터

트랜지스터는 처음에는 게르마늄이라는 반도체로 만들어졌습니다.

 

그러나 게르마늄은 열에 약해 80°C 정도에서 파괴되는 단점이 있었습니다.

 

그래서 1954년에 텍사스 인스트루먼츠에서 실리콘 트랜지스터를 개발했습니다.

 

실리콘은 180°C 정도의 열에도 견딜 수 있는 재료로, 게르마늄보다 성능이 우수하고 안정적이었습니다.

PC 메인보드 - 트랜지스터의 발명이 없었다면 이런 컴퓨터기판은 상상도 못했다

 

실리콘, 게르마늄 트랜지스터의 차이

실리콘 트랜지스터는 게르마늄 트랜지스터보다 열에 더 강합니다.

 

실리콘 트랜지스터는 게르마늄 트랜지스터보다 성능이 우수하고 안정적입니다.

 

게르마늄 트랜지스터는 "무스 한 (mushy)"성능 특성을 갖고, 잡음이 많고, 누설 전류가 큽니다. 실리콘 트랜지스터는 이러한 단점을 극복하고, 더 높은 주파수와 증폭도를 가집니다.

 

실리콘 트랜지스터와 게르마늄 트랜지스터는 베이스-방출기 접합의 전압이 다릅니다.

 

게르마늄 트랜지스터의 경우 약 0.3V이고, 실리콘 트랜지스터의 경우 약 0.7V입니다.

 

이는 회로 설계에 영향을 줍니다. 예를 들어, 저전압에서 동작하는 회로에는 게르마늄 트랜지스터가 더 적합할 수 있습니다.

 

트랜지스터의 구분

트랜지스터는 크게 접합형 트랜지스터와 전계효과 트랜지스터로 구분됩니다.

 

접합형 트랜지스터는 N형과 P형 반도체를 교대로 쌓아서 만들며, 베이스에 흐르는 작은 전류에 의해 콜렉터와 이미터 사이의 큰 전류를 제어합니다.

 

전계효과 트랜지스터는 한 종류의 반도체에 게이트라는 절연체를 부착하여 만들며, 게이트에 인가되는 작은 전압에 의해 드레인과 소스 사이의 큰 전류를 제어합니다.

NPN  접합형 트랜지스터의 간단한 단면도 - 출처: 위키피디아

 

집적회로(IC)

트랜지스터는 점점 작아지고 고성능화되면서 집적회로(IC)라는 형태로 발전했습니다.

 

집적회로는 여러 개의 트랜지스터와 저항, 커패시터 등을 하나의 칩 위에 올려놓은 것으로, 공간 절약과 속도 향상을 가능하게 했습니다.

 

집적회로는 대규모 집적회로(LSI), 초대규모 집적회로(VLSI), 초초대규모 집적회로(UVLSI) 등으로 발전하면서 컴퓨터와 스마트폰 등의 현대 사회를 지탱하는 기술이 되었습니다.

IC 소자

 

 

 

교류가 직류로 바뀌는 원리