|
85.41 - 다이오드·트랜지스터와 이와 유사한 반도체 디바이스, 감광성 반도체 디바이스(광전지는 모듈에 조립되었거나 패널로 구성되었는지 여부와 관계없이 포함한다), 발광다이오드, 장착된 압전기 결정소자
[호해설] (A) 다이오드(diodes)·트랜지스터(transistors)와 이와 유사한 반도체 디바이스(semiconductor devices)
이들은 이 류의 주 제9호가목에 정의되어 있다.
이 그룹의 소자의 작용은 어떤 "반도체(semiconductor)" 재료의 전자적 특성에 기초를 두고 있다.
이러한 재료의 주된 특징은 실내 온도에서의 그 저항율이 금속도체의 저항율과 절연체 저항율 간의 범위 내에 있다는 점이다. 이러한 재료는 예를 들면, 어떤 종류의 광석[예: 결정방연광(結晶方鉛鑛 : crystal galena)] 4가의 원소(게르마늄·실리콘 등)나 원소의 화합물(예: 비화갈륨·안티몬화 인듐 등의 3가원소와 5가원소의 화합물)로 되어 있다.
4가원소로 구성되는 반도체 재료는 일반적으로 단결정체이며, 이러한 것은 순수한 상태로 사용하지 않고 특정의 "불순물(impurity)"(dopant)로 매우 연한 도프 처리(함유량은 100만분의 얼마 정도의 비율)를 한 후에 사용한다.
4가원소에 대하여 가해지는 "불순물"은 5가원소(인·비소·안티몬 등)이나 3가원소(붕소·알루미늄·갈륨·인듐 등)일 수도 있다. 전자는 과잉전자[부(負)의 전하]를 가진 n형 반도체를 형성하고; 후자는 전자(electron)가 부족한 상태[정(正)의 전하를 갖는 정공(正孔)]에 있는 p형 반도체를 형성한다.
3가원소와 5가의 원소가 결합되어 있는 반도체 재료도 도우프 처리가 행해진다.
광석으로 구성되는 반도체 재료에 있어서는 그 광석 중에 자연적으로 함유되어 있는 불순물이 불순물(dopant)로 작용한다.
이 그룹에 해당되는 반도체 디바이스는 일반적으로 p형과 n형의 반도체 재료의 한 개 이상의 "접합(junctions)"으로 구성되어 있다.
여기에는 다음의 것을 포함한다. (Ⅰ) 다이오드(diodes) : 이것은 단일의 p·n접합을 가진 것으로 두 개의 터미널을 가진 터미널디바이스(terminal devices)이다. 이들은 한쪽 방향(전진방향)으로 전류를 보내나, 다른 방향(역방향)에는 고저항을 발생한다. 이들은 검파용·정류용·개폐용 등에 사용한다.
다이오드의 주된 형으로는 신호용 다이오드(signal diodes)·전력의 정류용 다이오드(power rectifier diodes)·전압조절용 다이오드(voltage regulator diodes)·전압보상용 다이오드(voltage reference diodes)를 들 수 있다. (Ⅱ) 트랜지스터(transistors) : 전류를 증폭·발진·주파수 변환·스윗칭시킬 수 있는 능력을 가진 3단자 소자와 4단자 소자이다. 트랜지스터(transistor)는 제3의 단자에 전계(電界 : electric fields)를 가하여 다른 두 개의 단자간의 저항을 변화시켜 이에 의하여 작동한다. 부가된 제어신호나 자계(磁界)는 저항의 변화에 의하여 생기는 작동보다 약하므로 증폭 작용이 일어난다.
트랜지스터(transistors)에는 다음의 것들을 포함한다. (1) 쌍극성 트랜지스터(bipolar transistors) : 두 개의 다이오드(diode)형의 접합으로 구성하는 3단자 소자로서, 트랜지스터의 작용은 정과 부 양전하의 캐리어(carrier)에 의한다[그러므로 쌍극성(bipolar)이라 한다]. (2) 전계(電界)효과 트랜지스터[또한 금속산화물반도체(MOS)로 알려져 있다] : 이것은 접합을 갖거나 갖지 않을 경우도 있으나 어느 것이든 두 개의 단자간에 전하 운반자(carrier)를 감소시키거나 증가시켜 작용시킨다. 전계(電界)효과 트랜지스터에서는 한 종류의 전하 운반자(carrier)만으로 트랜지스터 작용을 행한다(그러므로 단극성이라 한다). 기생 다이오드는 MOS 타입 트랜지스터(또한 MOSFET로도 알려져 있다) 내에서 만들어지는데, 유도 부하 스위칭(inductive load switching)이 이루어지는 동안에 프리휠링 다이오드(freewheeling diode)로서 작동하게 된다. 네 개의 단자를 가진 MOSFET는 사극관(四極管 : tetrodes)이라 알려져 있다. (3) 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistors). 한 개의 게이트 단자와 두 개의 부하 단자[에미터(emitter)와 컬렉터(collector)]로 구성된 3-단자 디바이스이다. 게이트와 에미터 단자에 적정한 전압을 부여함으로써, 한쪽 방향의 전류를 통제(즉, 접속과 차단)을 할 수 있다. IGBT 칩은 단일의 패키지(패키지형 IGBT 디바이스) 내에 다이오드를 내장하고 있을 수 있는데, 이것은 IGBT 디바이스를 보호하는 동시에 계속하여 트랜지스터로서 기능할 수 있도록 해준다. (Ⅲ) 유사한 반도체 디바이스(semiconductor devices) : 여기서 말하는 "유사한(similar)" 반도체 디바이스란 전계의 작용에 따른 저항의 변화로 작용을 하는 반도체 디바이스를 말한다.
여기에는 다음의 것을 포함한다. (1) 사이리스터(thyristors) : 세 개 이상의 p·n접합을 갖는 반도체 물질 속에 네 개의 전도영역을 이루고 있으며 제어펄스가 전도를 개시하면 미리 정해진 방향으로 직류가 흐른다. 이들은 제어정류기·스위치·증폭기로 사용하며, 공통 콜렉터/베이스접합을 갖는 두 개의 연동하는 상호 보완형 트랜지스터(transistors)로 기능하는 것이다. (2) 트라이액(triacs)[2방향의 삼극관 사이리스터(thyristors)] : 네 개의 p·n접합을 갖는 반도체의 물질 속에 다섯 개의 전도 영역을 이루고 있으며 제어 펄스가 전도를 개시하면 교류가 흐르는 것이다. (3) 다이액(diacs) : 반도체 재료(두 개의 p·n접합)속에서 세 개의 전도권으로 형성되며, 트라이액을 작동하는데 필요한 펄스를 제공하기 위하여 사용한다. (4) 버랙터(varactors)(또는 가변용량 다이오드) (5) 전계(電界)효과형소자(field effect devices) : 그리디스터(gridistors)와 같은 것 (6) 건 효과형 소자(gunn effect devices)
다만, 이 그룹에는 위에 열거한 것과는 달리 그 작동이 주로 온도·압력 등의 사용에 따라 행해지는 비선형반도체 저항기[서미스터(thermistors)·바리스터(varistors)·자기저항기 등]와 같은 반도체소자는 제외한다(제8533호).
광선에 의하여 작용하는 감광성소자[포토다이오드(photodiode) 등]에 대하여는 (B)그룹을 참조할 것.
앞에서 설명한 디바이스는 단자나 도선(導線)을 장착하여 밀봉시킨 것(components)이라든가, 장착되어 있지 않은 것(elements), 조각으로 잘려 있지 않은 디스크상(wafers)인지에 상관없이 이 호에 분류한다. 다만, 천연의 반도체 재료[예: 방연광(方鉛鑛 : galena)]는 장착되어 있는 경우에 한정하여 이 호에 분류한다.
이 호에서는 제28류의 원소(예: 규소·셀렌)를 전자공업용으로 도프 처리한 것, 디스크모양·웨이퍼(wafers) 모양이나 그 밖의 이와 유사한 모양의 것[연마한 것인지에 상관없고 균일한 에피택시얼층(epitaxial layer)으로 도포된 것인지에 상관없으며, 불연속 영역을 생성하기 위해 선택적으로 도프 처리나 확산처리를 하지 않은 것에 한정한다)을 제외한다. (B) 감광성 반도체 디바이스(photosensitive semiconductor devices)
이 그룹에는 가시광선, 적외선, 자외선의 작용이 내부 광전효과에 의해 저항을 변경하거나 기전력(起電力)을 발생하는 감광성 반도체 디바이스를 포함한다.
광전관(photoemissive tubes)[또는 광전셀(photoemissive cells)]은 그 작용이 외부 광전효과(photoemission)에 기초를 두므로 제8540호에 속한다.
감광성 반도체 디바이스의 주요 형태는 다음과 같다. (1) 광저항체(light dependent resistors) : 보통 두 전극 사이에 반도체 재료(황화카드뮴·황화납 등)가 들어 있는 것으로, 반도체 재료의 전기저항은 셀에 들어오는 빛의 강도에 따라 변화되는 것이다.
이러한 것들은 화염검출기·자동카메라용 노출계·이동 물체의 계수용 노출계·자동정밀측정 장치용 노출계·자동문 개폐장치 등에 사용한다. (2) 광전지(photovoltaic cells) : 이는 외부 전원을 요하지 않고 빛을 직접 전기적 에너지로 변환시키는 것이다. 셀레늄(selenium)을 기본재료로 한 광전지는 주로 조도계와 노출계에 사용하며, 실리콘을 기본재료로 한 광전지는 고도의 출력을 가져 특히 제어나 조절장치에 사용하며, 광섬유 등을 사용하는 통신장치에 있어서는 빛의 임펄스(impulses)를 검출하기 위한 것이다.
광전지의 특수한 종류는 다음과 같다. (ⅰ) 태양전지(solar cells) : 이는 태양광선을 직접 전기적 에너지로 변환시키는 실리콘 광전지이다. 이들은 보통 집합하여 로켓과 우주탐사용 위성이나 산악구조용 송신기 등의 전원으로 사용한다.
이 호는 또한 모듈(modules)로 조립되었거나 패널(panels)로 제작되었는지에 상관없이 태양전지를 포함한다. 그러나 이 호에는 동력을 전동기·전해조에 직접 공급하는 것과 같은 소자[예를 들면, 전류의 방향을 제어하기 위한 다이오드(diodes)와 같이 단순한 것일지라도]를 부착한 패널(panels)이나 모듈(modules)을 제외한다(제8501호). (ⅱ) 포토다이오드(photodiodes)(게르마늄·실리콘 등) : 본 물품의 특징은 광선이 pn접합(junction)을 두들길 때 저항이 변경되는 것이다. 이들은 자동자료처리공정(저장자료를 읽는 것)에 있어서 특정의 전자 관속에 광전관(photocathodes)으로 사용하거나, 방사고온계 등에 사용한다. 포토트랜지스터(phototransistors)와 포토사이리스터(photothyristors)는 광전수신기의 부류에 속한다.
이 범주에 해당하는 디바이스는 빛이 통과할 수 있도록 이들의 하우징(housing)이 부분적으로 투명하게 포장되어 있어, 앞에서 설명한 (A) 부분의 다이오드(diodes)·트랜지스터(transistors)·사이리스터(thyristors)와 구별한다. (ⅲ) 포토커플(photocouples)과 포토릴레이(photorelays) : 이는 포토다이오드(photodiodes)·포토트랜지스터(phototransistors)·포토사이리스터(photothyristors)를 결합한 전계발광 다이오드(electroluminescent diodes)로 구성되는 것이다.
감광성 반도체 디바이스는 장착[예: 터미널(terminals)이나 도선(導線 : leads)을 가지고 있다]하였거나 패키지(packaged)하거나 장착하지 않고 제시하였는지에 상관없이 이 호에 분류한다. (C) 발광다이오드(light emitting diodes)(LED)
발광다이오드(LED)나 전계발광다이오드(electroluminescent diodes)(특히 비화갈륨이나 인화갈륨을 기본재료로 한 것)는 전기에너지를 가시광선·적외선·자외선으로 변환시키는 디바이스이다. 이들은 제어장치(control system)속에서 자료를 표시하거나 전달해 주는데 사용한다.
레이저다이오드(laser diodes)는 가(可)간섭성(coherent)의 광선을 발하며, 예를 들면, 핵입자 검출용·고도측정장치용이나 원격측정장치용·광섬유를 사용하는 통신장치에 사용한다. (D) 장착된 압전기 결정소자(mounted piezo-electric crystals)
이러한 것은 주로 티탄산바륨(티탄산바륨의 다결정을 분극한 요소를 포함한다), 제3824호의 지르코산 티탄산납(lead titante zirconate)이나 그 밖의 결정(그 호의 해설 참조), 수정이나 전기석의 결정이며, 마이크로폰(microphones)·확성기·초음파 기기·안정된 주파수의 발진회로 등에 사용한다. 이러한 것은 장착된 경우에만 이 호에 분류하며 일반적으로 판·봉·원판·환 등의 형태이며, 최소한 전극이나 전기접속자를 부착하고 있어야 한다. 이들은 흑연·바니시(varnish) 등이 도포되었거나 지지물 위에 배열되어 있고 흔히 용기내부(예: 금속상자·유리전구)에 있다. 그러나 그 밖의 구성요소를 부가시킴으로 말미암아 완전한 물품(결정소자를 가한 것)이 이미 단순한 결정소자로 간주하지 않고 기기의 특수 부분품으로서 인정되는 것이라면 이 조립품은 해당 기기의 부분품으로서 분류한다. 예를 들면, 마이크로폰(microphones)이나 확성기용 압전기전지(제8518호)·사운드헤드(sound-heads)(제8522호)나 초음파 두께 측정기·초음파검사기용의 픽업 엘리먼트(feelers)(일반적으로 제90류의 주 제2호나목에 따라 분류하거나 경우에 따라 제9033호에 분류)·전자시계용 쿼츠 발진기(quartz oscillators)(제9114호).
이 호에는 또한 장착되지 않은 압전기결정소자를 제외한다(일반적으로 제3824호·제7103호·제7104호).
부분품
부분품의 분류에 관한 일반적 규정(제16부 총설 참조)에 의하여 이 호의 물품의 부분품도 이 호에 분류한다.[소호해설] 소호 제8541.21호
트랜지스터(transistor)의 전력 낭비율은 온도가 섭씨 25℃로 한정된 용기를 사용하여 디바이스에 특수 작용전압을 작용해 주면서 계속적인 전력 취급용량을 계량함으로써 측정한다. 예를 들면, 트랜지스터를 5볼트의 특수 작용 전압에 계속적으로 0.2암페어의 취급용량을 부하하여 용기의 온도를 섭씨 25℃로 유지하면 그 낭비율은 1와트이다(암페어 × 볼트 = 와트).
열낭비가 있는 장치[예: 탭(tab)·금속제 케이스]가 달린 트랜지스터(transistors)에 대하여는 섭씨 25℃의 기준온도가 바닥이나 케이스의 온도인데 반하여, 그 밖의 트랜지스터(예를 들면, 간단한 플라스틱 케이스가 달린 것)에 대해서는 실온(室溫)을 적용한다.
|
clhs@clhs.co.kr 
070-4214-8300