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그때 그 발견! 전자공학의 대변혁을 일으킨 ‘트랜지스터’

2017.06.21 17:55


역사 속 발견과 발명 이야기를 찾아가는 그때 그 발견입니다. 과학기술 분야에선 매 순간 놀라운 발견과 발명이 일어나고 있는데요. 과연 역사 속 이달엔 어떤 위대한 일이 있었을까요? 이달의 주인공은 현대 전자문명의 서막을 연 트랜지스터(Transistor)’입니다.

 

우리는 요즘 전자공학의 산물인 각종 가전제품에 둘러싸여 하루의 시작과 끝을 보내고 있습니다. 때문에 휴대폰, 컴퓨터, 텔레비전이 없는 세상은 상상하기 어려운데요. 이들 기기에 필수적인 부품인 전자 칩, 전자회로가 발명됐기 때문에 지금의 삶이 가능해졌답니다.

 


진공관을 넘어선 획기적인 발명품


20세기를 대표하는 획기적인 발명품 중 하나인 트랜지스터. 전자공학의 전과 후는 트랜지스터의 존재 이전과 이후로 나뉠 만큼 혁신그 자체의 아이콘으로 불리는데요. 1948년 미국 벨연구소에서는 존 바딘, 월터 브래튼, 윌리엄 쇼클리에 의해 트랜지스터가 발명되었습니다. 이 세기의 발명품은 어떻게 탄생하게 되었을까요?

 

왼쪽부터 존 바딘, 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼

 

2차 세계대전이 끝난 1945년 직후엔, 당시 전자기기의 핵심 부품이자 전자산업의 원동력이었던 진공관(vacuum tube)’을 대체할 만한 전자 증폭기의 개발이 학계의 큰 화두였습니다.

 

큰 부피와 엄청난 전력 소모, 짧은 수명 등 진공관의 단점이 컸기 때문인데요. 당시 미국 최대의 통신회사 AT&T(American Telephone & Telegraph)의 벨 연구소에서는 통신 시스템 발전을 위해 진공관의 여러 가지 문제들을 극복하고 신호를 증폭할 수 있는 기술 개발에 매진했습니다.

 

잘 아시다시피 초기 통화 서비스는 교환원을 통해 운영됐지만 인건비 문제로 인해 자동식 교환기를 도입했는데요. 점점 통화량은 늘어가는데 교환기의 고장, 잦은 통화 단절 현상이 심해져 이 문제를 획기적으로 줄일 본격적인 연구를 시작했는데, 그것이 곧 트랜지스터가 만들어지게 된 배경이 되었습니다.

 

벨 연구소에서는 다양한 인력으로 팀을 구성해 연구를 추진했고, 그들 중 이론물리학자인 쇼클리와 바딘, 실험물리학자인 브래튼 이 세 명의 과학자가 반도체도 진공관처럼 전기신호를 증폭할 수 있다는 사실을 밝혀내는 데 성공하게 됩니다.



마법의 돌, 트랜지스터의 발명 그 이후


이후 트랜지스터는 진공관을 대체하며 전자제품의 핵심 부품으로 자리 잡게 되었고, 복잡한 회로의 소형화를 가능하게 해 상업용 컴퓨터 등 전자기기의 대중화에도 크게 공헌했습니다.

 


기계 시대에서 전기 신호로의 전환, 전자공학 시대를 열어준 트랜지스터. 전자 혁명의 기초를 마련한 핵심 소자지만 처음 발명됐을 당시 그 진가를 알아본 사람은 드물었는데요. 점차 트랜지스터의 진가가 알려지면서 진공관 기술은 사라지고 이 작은 소자를 통해 라디오, 텔레비전, 컴퓨터 등 전자기기의 혁신을 가져왔습니다.

 

트랜지스터를 발명한 과학자들은 1956년 노벨물리학상을 공동 수상하고 그 업적을 인정받게 되었습니다. 그중 한 명인 월터 브래튼은 "연구는 항상 발전하는 것이므로 트랜지스터 다음에 어떤 새로운 전자 물질이 나올지 예측하는 것은 불가능하다. 내가 트랜지스터를 발명하기 하루 전에도 이를 예측하지 못했었다"고 말하기도 했는데요. 오늘 이 시간에도 세상을 바꿀 새로운 발명이 이루어지길 기대합니다!


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