반도체 뜻? 반도체란? 반도체 원리, 이용?

반도체 뜻? 반도체란? 반도체 원리, 이용?

반도체란?

 반도체는 전기가 통하는 물질인 도체와 열이나 전기를 전달하기 어려운 물체인 절연체의 중간 정도의 전기 전도성을 갖는 물질을 뜻한다. 순수한 반도체는 전류가 잘 흐르지 않을 수 있다. 반도체에 약간의 불순물을 넣어 전류가 잘 흐르게 할 수 있다. 반도체의 저항률은 제조 또는 가공방법, 재료의 순도 등 여러 가지에 따라 심하게 변화하는 특성이 있기 때문이다. 이렇게 도체와 절연체의 중간 정도인 결정형 고체인 반도체는 화학적으로 처리하면 전류를 흐르게 할 수도 있고 전류의 흐름을 조절할 수도 있다. 그래서 다이오드, 트랜지스터, 집적회로 등과 같은 다양한 전자소자를 만드는 데 쓰인다. 게르마늄이나 실리콘에 비소, 안티몬, 인듐, 갈륨과 같은 물질을 넣은 것이 대표적인 반도체이다.

 

반도체는 온도 변화에 따라 전기전도성이  달라진다. 절대 영도인 -273도 부근에서는 전기를 통하지 않으나, 반도체는 온도가 올라갈수록 전기 저항이 작아 도체의 성질을 나타낸다. 또한 반도체의 전기 저항은 극히 적은 양의 불순물을 첨가하거나, 전압, 빛, 자기 등의 외부의 자극으로부터 변할 수 있다. 반도체의 이러한 성질을 이용해서 외부의 신호를 감지할 수 있는 센서나 외부의 신호를 받아 회로를 작동할 수 있는 자동 스위치로 활용할 수 있는 것이다.

 

반도체 원리?

반도체는 전기가 잘 통하는 도체와 전기가 잘 통하지 않는 부도체의 중간적인 성질을 지니고 있다. 이러한 성질로 인해 반도체는 주어지는 조건에 따라 전기가 잘 통할 수도 있고, 잘 통하지 않을 수도 있다. 고체는 많은 수의 원자로 구성되어 있는데 전자가 가질 수 있는 에너지 상태는 아주 많이 분리된 에너지 띠를 갖게 된다. 전자가 채워진 가장 높은 상태의 에너지 띠를 가전자 띠라 하고 가전자 띠 위에 있는 전자가 하나도 채워지지 않은 띠를 전도 띠라 한다. 이렇게 전자가 채워진 가장 높은 상태인 가전자 띠와 전자가 하나도 채워져 있지 않은 전도 띠 사이의 차이에 따라 전기가 잘 통할 수 있는지가 달라지는 것이다. 전기가 잘 통하는 도체, 전기가 잘 통하지 않는 부도체, 그 중간적인 성질을 지니고 있는 반도체의 차이는 가전자 띠와 전도 띠 사이의 간격 차이이다. 

 

전기가 잘 통하는 도체는 가전자 띠와 전도 띠의 에너지 간격이 아주 작아 상온의 열만으로도 전자가 가전자 띠에서 전도 띠로 올라가 전류가 흘러 전기가 통하게 된다. 부도체는 가전자 띠와 전도 띠의 에너지 간격이 크기 때문에 전자가 이동하지 못해 전류가 흐르지 않는다. 반도체는 이 간격이 도체와 부도체의 중간 정도이다. 그래서 주위로부터 일정량이나 중간 정도의 에너지를 받으면 전자가 전도 띠로 이동하는 것이 가능해진다. 다시 말하자면 반도체는 그러한 에너지 차이가 도체와 부도체의 중간 정도로 에너지를 받게 되면 전자가 전도 띠로 옮겨갈 수 있는 물질인 것이다.

 

 반도체 이용?

반도체는 수없이 많은 곳에 쓰이는데 모든 산업 분야에서 널리 쓰이고 있다. 반도체 기술의 발전으로 성능이 뛰어난 제품을 작고 가볍게 만들 수 있게 되었다. 컴퓨터, 텔레비전, 휴대폰, 카메라 등 거의 모든 전자 제품에 반도체가 사용되고 있다. 특히 컴퓨터의 중앙처리 장치나 주기억 장치 등은 정보를 처리하고 저장하는 가장 중요한 역할을 하는데 이러한 장치의 가장 중요한 부품이 바로 반도체이다. 이 뿐 아니라 로봇, 비행기, 자동차, 가정용 전기 기구 등 많은 곳에 반도체가 쓰이고 있다.