반도체란 무엇이고 실생활에 어떻게 쓰이고 있을까?

도체와 부도체의 중간 성질

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

전류의 흐름에 따라 나뉘는 도체, 반도체, 부도체의 의미를 알아보고 더욱 심층적인 반도체의 특성을 함께 알아보겠습니다.

 

도체[Conductor]란 "전기 혹은 열이 잘 흐르는 물질"로 철, 전선, 알루미늄, 가위, 금 등 부도체[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.

반도체[Semiconductor]란, 일반적으로 "전기전도도가 도체와 부도체의 중간정도"되는 물질로서 

 

半 + 導體 또는 SEMI + CONDUCTOR 라는 뜻을 지니고 있습니다.

 

여기서, 반도체의 성질을 이용하여 순수 반도체는 부도체와 같이 전기가 거의 통하지 않지만, 어떤 인공적인 조작을 가하면 도체처럼 전기가 흐르기도 한다는 특징을 이용합니다.

그럼 이런성질이 있는 반도체를 실생활에 어떻게 응용하여 사용하는지 알아보겠습니다.

 

반도체는 전기신호의 처리에 따라 정류작용을 하는 다이오드, 증폭작용을 하는 트랜지스터, 빛으로 변환하는 LED반도체 등이 있습니다.

여기서 잠깐!! IC 직접회로에 대해 설명하겠습니다. 트랜지스터나 다이오드 등 개개의 반도체를 하나씩 따로 사용하지 않고, 몇천 개 몇만 개로 모아서 한 개로 된 덩어리를 말합니다. 실리콘의 평면상에 차곡차곡 필름을 인화한 것처럼 쌓아 놓은 것인데요, 이것을 '모아서 쌓는다' 즉, 집적한다고 한다고 하여 IC라는 이름이 붙게 된 것입니다. 이 IC의 발명으로 지금처럼 소형화된 전자제품들이 등장하게 되었습니다.

 

또한, 데이터의 처리에도 사용되는데요. 정보(Data)는 아날로그와 디지털, 2가지 형태로 존재하는데, 아날로그에서 디지털로 디지털에서 아날로그로 정보를 전환시켜주는것도 반도체의 역할입니다. 우리가 가장많이 알고있는 형태인 저장,기억장치 바로, 메모리반도체입니다. 우리나라 굴지의 기업인 삼성에서 가장 많이 제작하는 반도체라고 할수 있습니다. 예전에 HDD에 비해 속도면에서 월등한 SSD 역시 반도체 칩을 이용하고 있습니다.

반도체에는 기억 및 저장 기능을 하는 메모리 반도체 뿐 아니라, 논리와 연산, 제어 기능 등을 수행하는 시스템 LSI(S.LSI)가 있습니다. PC가 나오기 전, 편리한 사용감과 빠른 속도로 전자계산기가 널리 사용되었는데요, 바로 이 전자계산기 안에서 수치 정보를 계산하는데 사용되는 반도체를 '논리반도체' 라고 합니다.

또한, 시스템 LSI는 제어 기능도 수행하는 데요, 기계나 설비가 정해진 순서에 따라 동작하도록 해주는 것을 제어라고 합니다. 이런 작동순서를 프로그램화하여 반도체 IC에 기억시켜두면 그 순서에 따라 장비나 작업을 자동으로 제어할 수있게 되는데, 이러한 반도체를 '마이크로프로세서'라고 합니다.

 

우리가 늘상 사용하는 스마트폰 역시 부품의 대부분이 반도체로 이루어져 있습니다. 여기서 재미있는 사실은 삼성이 애플의 경쟁업체인건 누구나가 잘아는 사실입니다. 그런데, 애플의 대표적인 스마트폰인 아이폰의 부품일부가 삼성의 반도체로 이루어졌다는 사실입니다. 물론, 지금은 중국및 미국의 대기업들의 공세로 언제까지 지금의 상황이 유지가 될지는 아무도 모르지만 말입니다.