트렌지스터란?
트랜지스터는 전류 켜기 및 끄기를 제어할 수 있는 장치입니다.
인(P)이 혼합된 n형 반도체는 전자로 가득 차 있고 붕소(B)가 혼합된 p형 반도체는 정공이 많다는 사실은 둘이 결합될 때 전류가 흐를 수 있음을 의미합니다. 그러나 실제로는 흐르지 않습니다.
전자는 마이너스 (-) 전하를 띠고 정공은 양(+) 전하를 띤다. 따라서 둘을 합치면 더하기 (+)와 빼기 (-)가 서로 끌어 당겨 지므로 전류가 흐르지 만 실제로는 흐르지 않습니다. 따라서 전자와 정공이 부착 될 때 움직이지 못하게하는 장벽이 있다고 생각되고, 이것은 실험에 의해 확인되었습니다.
실제로 pn 접합은 크기가 0.8eV 인 에너지 장벽을 가지고 있습니다 (1eV는 약 1.6×10-19줄) 학위와 적은 에너지로. eV는 하나의 전자가 1V의 에너지를 갖는다는 것을 나타냅니다. 따라서 pn 접합의 p 측에 0.8V의 전압이인가되면 전류가 흐르기 시작합니다.에너지가 가해지는 만큼 장벽의 높이가 낮아지고 전자가 바로볼때의 낮아진 장벽 만큼 전자가 이동하게됩니다. 이는 전자의 흐름 즉, 전류가 흐르는 것을 의미합니다.
실리콘(Si)과 같은 반도체 재료에 pn 접합이 이루어지더라도 전류를 통과시키거나 정지시키기 위해서는 배터리의 방향을 변경해야 합니다. 이것은 사용하기가 매우 어렵습니다. 따라서, 제어용 단자가 추가되고, 단자에 전압이 인가되는지 여부에 따라 전류가 흐르거나(on) 정지(off)될 수 있다. 이러한 장치는 트랜지스터입니다.
트렌지스터 발명 역사
트렌지스터가 개발된 역사를 보면 , 1940 년대 후반 Bell Labs는 트랜지스터를 만들기 위해 여러가지 실험을 진행했고 지금과는 조금 다른 트렌지스터를 만드는데 성공했습니다. 그러나 이때는 점 접촉 트랜지스터라고 불렀으며, 반도체 위에 두 개의 바늘을 세우고 두 개의 바늘을 최대한 가깝게 가져옴으로써 트랜지스터 동작이 수행되는 것만 확인되었습니다. Bell Labs의 John Bardeen과 Walter Brattain은 삼각형 쐐기의 가장자리를 따라 금속을 부착하여 두 금속 사이의 거리를 가능한 한 짧게 유지하면서 정점에서 닿지 않도록했습니다. 이때, 전류 증폭 인자는 최대 100의 증가된 부작용을 보였습니다.
사실,이 실험에서 증폭 효과가 발견되었을 때, 그의 상사 인 윌리엄 쇼클리 (William Shockley)는 출장 중이었고 역사적인 장면에 참석할 수 없었습니다. Shockley 씨는 진공관을 대체하기 위해 고체 증폭기를 발명하라는 제안을 받고 다양한 실험을 반복했지만 중요한 실험에 참석할 수 없었습니다.
매우 안타까운 Shockley는 점 접촉 트랜지스터와 같은 방식은 산업화 될 수 없다고 생각했기 때문에 오늘날의 트랜지스터와 유사한 접합 트랜지스터의 개념을 만들고 이론화했습니다. 그 결과 세 사람은 트랜지스터를 발명한 공로로 1956년 노벨상을 수상했습니다.
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