트랜지스터는 어떻게 전류를 스위치처럼 제어할 수 있나요?

Question

아주 작은 반도체 소자 하나가 전류를 흐르게도 하고 막기도 한다고 하는데, 이런 동작이 가능한 이유가 궁금해요. 전압만으로 전자의 흐름을 제어하는 구조가 어떻게 되어 있는지 알고 싶어요.

Answer 1

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

트랜지스터는 쉽게 말하면 전기로 움직이는 아주 작은 스위치입니다. 일반적으로 스위치라 하면 손으로 눌러서 온/오프를 바꾸지만, 트랜지스터는 특정 단자에 전압을 걸어서 전류가 지나갈 길을 열거나 막는 기능을 합니다.

대표적인 것이 MOSFET인데, MOSFET은 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르고, 게이트 전압이 그 흐름을 조절하는 방식입니다. 게이트에 전압이 걸리면 반도체 안에 전자가 모여서 전류가 지나갈 통로가 만들어 지는 것입니다. 반대로 전압이 없거나 부족할 겨우면 그 통로가 형성되지 않기 때문에 전류가 거의 흐르니 않게 됩니다.

이 작은 스위치 수십억 개가 모여서 컴퓨터와 스마트폰의 계산, 저장, 제어 기능을 만들어내는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

트랜지스터는 작은 전압 신호를 이용해 반도체 내부에 전자가 지나갈 수 있는 통로를 만들거나 없애면서 전류를 제어합니다 특히 현대 반도체에 많이 쓰이는 MOSFET은 게이트에 전압을 걸면 전기장이 형성되어 소스와 드레인 사이의 전자 흐름이 허용되고 전압을 제거하면 통로가 사라져 전류가 차단됩니다 이처럼 매우 작은 전압으로 큰 전류를 켜고 끌 수 있기 때문에 트랜지스터는 컴퓨터와 스마트폰의 핵심 스위치 역할을 수행할 수 있는 겁니다

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

트랜지스터는 n형 반도체 사이에 p형을 끼워 넣은 구조 입니다. 가운데 베이스에 전압을 걸어주시면은 전자들이 이동할 수 있는 통로가 열리게 되죠. 이 통로를 통해서 이미터에서 컬렉터로 전자가 쏟아져 들어가게 됩니다. 그때 큰 전류가 흐르게 되고, 전압을 끊으면 통로가 막히게 됩니다. 그러면 전류가 차단되는 원리이죠.