전자캐드기능사 필기 개념 정리 09 — 반도체 (다이오드·BJT·FET·집적회로)

전자캐드기능사 필기 개념 정리 09 — 반도체 (다이오드·BJT·FET·집적회로)

 

지금까지 다이오드, 트랜지스터를 부품으로만 다뤘는데,
이번 편에서는 그 안의 반도체 원리를 들여다봐요.

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반도체란

반도체는 전기가 잘 통하는 도체와, 전기가 안 통하는 절연체의 중간 성질을 가진 물질이에요.

 

조건에 따라 전기가 통하기도 하고 안 통하기도 해서 "반(半)도체"라고 불러요.
대표적인 재료가 실리콘(Si)입니다.

 

왜 반도체가 중요한가:

 

순수한 반도체는 전기가 잘 안 통하는데, 여기에 다른 원소를 살짝 첨가(도핑)하면 전기적 성질을 원하는 대로 조절할 수 있어요.
이 도핑 기술이 다이오드, 트랜지스터, 집적회로의 핵심이에요.

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P형과 N형 반도체

도핑 방식에 따라 두 종류로 나뉩니다.

P형 반도체 — 정공(양전하)이 많음
N형 반도체 — 전자(음전하)가 많음

 

이 두 반도체를 붙이면(접합) 다이오드가 만들어져요.

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다이오드 — PN접합

P형과 N형을 붙인 게 다이오드예요.

P → N 방향 (순방향) → 전류가 흐름
N → P 방향 (역방향) → 전류가 차단됨

 

이게 06편(전자부품)에서 배운 "다이오드는 한 방향으로만 전류를 통과시킨다"는 사실의 실제 원리예요.

 

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BJT (Bipolar Junction Transistor)

BJT는 우리가 알고 있는 일반적인 트랜지스터예요.

구성: PNP형 또는 NPN형 (3개 반도체 층)
단자: 베이스(B), 컬렉터(C), 이미터(E)
역할: 전류 증폭, 스위칭

 

베이스에 흐르는 작은 전류로 컬렉터-이미터 사이의 큰 전류를 제어하는 방식이에요.

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FET (Field Effect Transistor)

FET는 BJT와 다른 방식으로 동작하는 트랜지스터예요.

단자: 게이트(G), 드레인(D), 소스(S)
제어 방식: 전류가 아니라 전압으로 제어

 

BJT는 "전류"로 전류를 제어하지만, FET는 "전압"으로 전류를 제어해요.
입력 임피던스가 높아서 전력 소모가 적다는 장점이 있어요.

 

	BJT	FET
단자	베이스/컬렉터/이미터	게이트/드레인/소스
제어 방식	전류로 제어	전압으로 제어
전력 소모	비교적 큼	적음

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특수반도체소자

출제기준에 명시된 특수소자 두 가지예요.

 

 

광전소자

 

빛을 전기로, 또는 전기를 빛으로 바꾸는 반도체예요.
LED(빛을 냄), 광다이오드(빛을 감지) 등이 여기에 속해요.

 

 

사이리스터

 

큰 전력을 제어할 때 쓰는 반도체 소자예요.
한번 전류가 흐르기 시작하면 계속 흐르는 특성이 있어서, 전력 스위칭에 많이 활용돼요.

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집적회로 (IC, Integrated Circuit)

집적회로는 여러 개의 반도체 소자(다이오드, 트랜지스터 등)를 하나의 작은 칩에 모아놓은 것이에요.

개별 부품으로 설계 → 부피가 크고 비효율적
집적회로(IC)로 설계 → 작고 효율적, 대량생산 용이

 

연산증폭회로(06편에서 배운 OP-Amp)도 집적회로의 한 종류예요.

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반도체 핵심 정리

항목	내용
반도체	도체와 절연체 중간 성질, 도핑으로 성질 조절
P형/N형	정공 많음 / 전자 많음
다이오드	PN접합, 한 방향만 전류 통과
BJT	전류로 제어, 베이스/컬렉터/이미터
FET	전압으로 제어, 게이트/드레인/소스
광전소자	빛↔전기 변환 (LED, 광다이오드)
사이리스터	대전력 제어용 스위칭 소자
집적회로(IC)	여러 반도체 소자를 하나의 칩에 통합

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전자캐드기능사 출제 포인트

✅ 반도체 = 도체와 절연체 중간, 도핑으로 성질 조절
✅ P형(정공多) / N형(전자多)
✅ 다이오드 = PN접합, 순방향만 통과
✅ BJT = 전류제어, FET = 전압제어
✅ BJT 단자(베이스/컬렉터/이미터) vs FET 단자(게이트/드레인/소스)
✅ 광전소자(LED 등), 사이리스터(대전력 스위칭)
✅ 집적회로 = 여러 소자를 하나의 칩에 통합

 

다음 편에서는 컴퓨터의 구조 일반 — CPU, 기억장치, 입출력장치로 이어갑니다!

 

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