반도체 소자 (개별소자, 집적회로)

개요

산업에서 말하는 반도체란, 다이오드 / 트랜지스터 / CPU / GPU / RAM 등의 반도체 소자를 지칭한다.

 

⚙️ 반도체 소자의 분류

 

1. 개별소자 : 소자 1개가 하나의 역할

• 트랜지스터 : 전류의 증폭과 스위칭(공급*차단)을 담당
• 다이오드 : 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 기능 (=정류작용)
• 커패시터 : 전기를 저장하는 역할
  • 두 개의 도체 사이에 유전체가 들어있는 구조
  • 전자들의 이동은 커패시터의 두 기판의 전위 차이가 양 단에 인가된 전위 차이와 같아질 때까지 진행. → 충전
  • 충전이 끝나면 원 위치로 돌아가게 된다. → 방전
• LED : 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 발광 에너지
• 포토다이오드, 인덕터, 레지스터 등

 

2. IC (Integrated Circuit) : 여러 개별소자들이 집접화되어 새로운 기능을 수행하는 소자

• 메모리 IC (DRAM, SRAM, ROM, NAND Flash) : 정보를 저장하는 역할
  • 램(RAM) : 휘발성, 고속 → 주 기억장치, 서버에 이용된다.
    • DRAM : 정보를 저장하는 Cell이 커패시터와 트랜지스터로 이루어져 있어, 용량이 크고 저렴하다.
    • SRAM : 6개 트랜지스터로 이루어져 있어 단가가 높지만, 전력 소모가 적고 속도가 빠르다.
  • 롬(ROM) : 비휘발성, 높은 용량
    • Flash Memory : ROM의 비휘발성 특징 + RAM의 고속 특징 → PC의 보조 기억장치로 활용
      • NAND Flash
• 시스템 IC (MPU, AP, CIS, DDI) : 연산, 제어, 통신, 신호 처리 등 정보를 처리하는 역할.
  • Micro components : 전자 제품의 두뇌
    • MPU (Micro Processing Unit) : 소형화된 CPU로, 데이터의 연산 및 제어 수행
    • MCU (Micro Controller Unit) : 소형 제어 시스템에 특화된 프로세서
  • Power Management IC :  아날로그 IC로, 전력을 적합하게 변환/배분/제어
  • DDI (Display Driver IC) : 로직IC로, 디지털 신호를 화면에 송출할 수 있는 형태로 만들어 준다.
  • SoC (System on Chip) : 모바일AP(Application Processor)로, CPU, GPU, 메모리 등 다양한 기능을 하나의 칩에 통합한 시스템
  • 광학 반도체

 

✏️ 결론

• 개별 소자는 단일 역할을 하고, IC는 개별 소자들이 집적되어 동작하는 소자이다.
• 메모리 IC는 데이터를 저장하고, 시스템 IC는 데이터를 처리하거나 시스템을 제어한다.