[제미나이] 트랜지스터 발명이란? (반도체 종류와 비교 구별)

트랜지스터는 1947년 12월 23일, 미국의 벨 연구소(AT&T에서 노키아로 모기업 변경)에서 존 바딘, 월터 브래튼, 윌리엄 쇼클리에 의해 발명되었습니다. 트랜지스터의 발명은 현대 전자공학의 기초가 되는 획기적인 사건으로, 진공관을 대체하여 전자 기기의 1. 소형화, 2. 고성능화, 3. 저전력화를 가능하게 했습니다.

트랜지스터 발명 이전

트랜지스터가 발명되기 전에는 진공관이 전자 기기의 핵심 부품으로 사용되었습니다. 하지만 진공관은 크기가 크고 무거우며, 전력 소모가 많고 수명이 짧다는 단점이 있었습니다.

트랜지스터의 발명

벨 연구소의 연구진들은 이러한 진공관의 단점을 해결하기 위해 반도체 물질을 이용한 새로운 소자를 연구했습니다. 그 결과, 1947년, 게르마늄을 이용한 최초의 트랜지스터가 발명되었습니다.

트랜지스터의 작동 원리

트랜지스터는 반도체의 특성을 이용하여 전기 신호를 증폭하거나 스위칭하는 기능을 수행합니다. 트랜지스터는 베이스, 컬렉터, 이미터의 세 단자로 구성되어 있으며, 베이스에 작은 전류를 흘려주면 컬렉터와 이미터 사이에 흐르는 전류를 조절할 수 있습니다. 이러한 원리를 이용하여 트랜지스터는 증폭 작용과 스위칭 작용을 수행합니다.

트랜지스터의 영향

트랜지스터의 발명은 전자 산업에 엄청난 영향을 미쳤습니다. 트랜지스터는 진공관에 비해 크기가 작고 가벼우며, 전력 소모가 적고 수명이 길다는 장점이 있었습니다. 이러한 장점으로 인해 트랜지스터는 라디오, 텔레비전, 컴퓨터 등 다양한 전자 기기에 사용되었으며, 전자 기기의 소형화, 고성능화, 저전력화를 가능하게 했습니다.

트랜지스터의 발전

최초의 트랜지스터는 게르마늄으로 만들어졌지만, 이후 실리콘 트랜지스터가 개발되어 더욱 널리 사용되었습니다. 또한, 트랜지스터의 집적도를 높여 더욱 복잡한 기능을 수행할 수 있는 집적 회로(IC)가 개발되면서 전자 기기의 발전을 더욱 가속화했습니다.

 - 집적도란 반도체 칩(Chip) 면적당 얼마나 많은 소자(트랜지스터, 다이오드 등)를 집적했는지 나타내는 척도입니다. 즉, 칩의 크기가 동일할 때, 얼마나 많은 소자가 들어가 있는지를 나타내는 수치입니다. 집적도가 높을수록 칩의 성능은 향상됩니다. 동일한 면적에 더 많은 소자를 집적할 수 있기 때문입니다.

결론

트랜지스터의 발명은 현대 전자공학의 기초가 되는 획기적인 사건이었습니다. 트랜지스터는 전자 기기의 소형화, 고성능화, 저전력화를 가능하게 했으며, 오늘날 우리 생활에 필수적인 다양한 전자 제품의 발전에 큰 기여를 했습니다.

[나무위키]

Transfer + Resistor = Transistor

전기 스위치와 전압 증폭 작용을 하는 반도체 소자이다.

보통 반도체라고 불리는 물건이라고 생각하면 쉽다. 반도체의 사전적 의미는 도체, 부도체, 반도체 등 물질의 성질을 나타내지만, 실생활에서 반도체라고 하면 트랜지스터나 트랜지스터를 집적한 집적회로를 가리키는 경우가 대부분이다. 물론 산업 반도체에는 다이오드, LED(발광 다이오드) 등 더 많은 것들을 포괄하지만, 보통 이쪽인 경우가 많다.

 

반도체 물질을 적극 이용해서 전기의 흐름을 제어하고, 정보를 처리한다. 

 

이 트랜지스터를 좀 더 조밀하게 만들어 작은 칩에 넣은 것을 집적 회로(IC)라고 한다. 초기에는 트랜지스터 수천~수백만 개를 집적한 집적회로만 있었지만, 현재에 이르러서는 수억~수백억 개는 기본으로 때려 박아서 만든다. 우리가 흔하게 사용하는 CPU, GPU, 플래시 메모리(비휘발성 반도체 저장장치), RAM 전부 트랜지스터를 이용해서 만든 것이다. 한마디로 현대 사회를 지탱하는 컴퓨터 전반은 전부 트랜지스터로 이루어져 있다고 보면 된다.

집적 회로는 특정 기능을 수행하는 전기 회로와 반도체 소자(주로 트랜지스터)들을 하나의 칩(Chip)으로 구현한 것이다. 반대로 모든 소자가 모두 별개의 부품으로 구성된 회로는 이산 회로(Discrete Circuit)라고 한다.

[메모리 반도체 VS 비메모리 반도체]

역할	데이터 저장 및 기억	데이터 처리 및 연산
종류	RAM, 플래시 메모리	CPU, GPU, AP, 시스템 반도체
특징	고집적화, 규격화	다양한 기능, 맞춤형 설계

[플래시 메모리(작은 서랍) VS 스토리지(큰 창고)]

주요 역할	데이터의 빠른 임시 저장 및 접근	데이터의 장기적인 보관
속도	빠름	상대적으로 느림
용량	상대적으로 작음	큼
종류	NAND 플래시, NOR 플래시 등	HDD, SSD, USB 메모리, SD 카드 등

[RAM(책상) VS 플래시 메모리(책장)]

저장 방식	임시 저장	영구 저장
속도	매우 빠름	느림
휘발성	휘발성 (전원 꺼지면 사라짐)	비휘발성 (전원 꺼져도 유지)
용량	작음	큼
사용 용도	프로그램 실행, 작업 처리	데이터 저장, 운영체제/프로그램 저장

[HDD(기차) VS SSD(택시)] - 저장장치(스토리지) ex) USB 메모리, SD 카드 등

속도	느림	매우 빠름
소음	있음	없음
가격	저렴	비쌈
용량	큼	작음
내구성	약함 (충격에 약함)	강함 (충격에 강함)