반도체
[Semiconductor]

전기전도도가 도체와 부도체의 중간정도 되는 물질.

순수한 상태의 반도체는 전기가 통하지 않는 부도체와 비슷한 특성을 보이지만, 빛이나 열을 가하거나 특정 불순물을 첨가하면 도체처럼 전기가 흐르기 시작한다.

여기서 도체(Conductor)란 철, 구리, 금, 은, 알루미늄 등 “전기가 잘 통하는 물질”을 뜻하며 부도체(Insulator)란 유리, 플라스틱, 고무, 다이아몬드 등 “전기가 통하지 않는 물질”이다. 반도체(Semiconductor)는 특정 불순물을 주입하면 도체처럼 전기가 흐르는데, 그 전기전도성을 조절할 수 있다는 것이 도체와의 차이점이다.

‘반도체’란 용어는 우리가 물질을 분류하는 하나의 물리적 성질의 종류이고, 보통 반도체 산업, 반도체 기술 등은 집적회로(IC, Integrated Circuits) 기술을 의미한다.

※ 집적회로(IC): 다이오드와 트랜지스터, 캐패시터, 저항 등을 초소형화, 고집적화시켜 전기적으로 동작하도록 한 것.

※ 부도체, 반도체, 도체의 에너지 밴드

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우리는 보통 일상생활에서 ‘전기가 통한다. 혹은 전기가 안 통한다.’는 말을 자주 사용합니다. 보다 정확히 말하면 ‘전류가 흐른다. 흐르지 않는다.’라 말할 수 있는데요~

오늘은 반도체 쉽게 알기 시리즈 1탄으로! 전류의 흐름에 따라 나뉘는 도체, 반도체, 부도체의 의미를 알아보고 더욱 심층적인 반도체의 특성을 함께 알아보겠습니다.

초등학교 자연 시간, 친구와 함께 실습했던 한가지 실험을 기억하시나요?

스위치를 이용해 회로의 동작을 살펴본 실험인데요~ 아래 3가지의 케이스, 실험 A / 실험 B / 실험 C가 있습니다.
3가지의 실험 모두 회로 구성은 같지만 각기 다른 스위치 구성으로, 스위치 종류에 따라 전구의 점등 여부가 결정되게 됩니다.

첫 번째, 실험 A는 ‘철사’로 구성된 스위치로 스위치를 켜면 전구에 불이 반짝반짝 들어오는 것을 볼 수 있습니다. 이는 즉, 전기가 통함을 뜻합니다.

반면, 실험 B의 경우 ‘유리’로 된 스위치는 전기가 통하지 않아 전구가 점등되지 않음을 관찰할 수 있습니다. 이렇게 전기적 특성에 따라 실험 A의 스위치는 도체, 실험 B의 스위치는 부도체라 부르는데요~

여기서,
도체[Conductor]란, “전기 혹은 열이 잘 흐르는 물질”로 철, 전선, 알루미늄, 가위, 금 등 부도체란[Insulator]란, “전기 혹은 열이 흐르지 않는 물질”로 유리, 도자기, 플라스틱, 마른나무 등 을 말합니다. 전기공학에서는 전기가 흐르는 정도를 ‘전기전도도’라 칭하는데, 도체는 전기전도도가 아주 큰 반면, 부도체는 거의 0(제로)라고 할 수 있습니다.

그렇다면, 반도체는 무엇일까요?

이름에서부터 중간적인 성격이 느껴지는데요~
반도체[Semiconductor]란, 일반적으로 “전기전도도가 도체와 부도체의 중간정도”되는 물질로서
半 + 導體 또는 SEMI + CONDUCTOR 라는 뜻을 지니고 있습니다.

마지막 실험 C의 경우, ‘반도체’ 스위치는 도체와 부도체의 성격을 모두 가지고 있기 때문에 전구 점 등 여부를 조절할 수 있는 ‘능력자’입니다.

순수 반도체는 부도체와 같이 전기가 거의 통하지 않지만, 어떤 인공적인 조작을 가하면 도체처럼 전기가 흐르기도 한다는 특징! 을 지니고 있습니다.

빛 혹은 열을 가하거나 특정 불순물을 주입하면 도체처럼 전기가 흐르게 되는데요~ 여기서! 반도체와 도체의 다른 점은, 도체는 전기가 잘 통하지만 사람이 조절하기 어렵다는 것입니다.

하지만, 우리의 능력자 반도체는 어떤 인공적인 조작을 가하느냐에 따라 물질의 성질 조절이 용이한 장점을 지니고 있다는 사실, 꼭 기억해 주세요~

무궁무진한 능력을 갖춘 신비의 반도체!

이제, 반도체의 이해에 도움이 되셨나요? 인공적인 조작으로 도체로 변신! 부도체로 변신! 할 수 있는 반도체의 능력~ 잊지 마세요!

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