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[공학]전자 회로 - 트랜지스터의 동작 원리

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작성일17-12-21 04:29

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반도체 소자로 게르마늄이나 실리콘을 사용하며 증폭, 발진, 변조등의 작용과 고속스위칭 소자로도 이용된다된다. 보통 트랜지스터를 읽거나, 회로상에 표기할 때에는 일반적으로 TR이라는 약자를 많이 사용한다.
트랜지스터의 구조를 살펴보면 아래 그림과 같이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 노은 구조로 NPN형과 PNP형의 두 가지 종류가 있다아
대부분의 전자부품의 경우 두 개의 단자(저항, 다이오드 등)을 이용하는데 비해, 트랜지스터는 이미터, 베이스, 컬렉터라는 세 개의 단자를 이용하고 있다아

이미터(E), 베이스(B), 컬렉터(C) 세 단자의 기능
이미터(E) : 순방향 전류를 공급해 주는 역할을 한다. P형 쪽의 다리를 베이스라고 하면, N형 반도체쪽의 다리 중에서 전류를 끌어오는 쪽을 콜렉터, 뱉어내는 쪽을 이미터라고 한다. 전자 회로 project

project명 : 트랜지스터의 동작 원리

theory(이론)
트랜지스터 : 일종의 전자 스위치(무접점 스위치)의 역할을 하는 반도체 소자로서 미국 벨 전화연구소의 바딘, 브러틴, 쇼클리 등에 의해 발명되었다.
이 전자들은 베이스에서 컬렉터로 두꺼운 공핍층을 급속도로 넘어가면서 증


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다.

NPN형 트랜지스터의 경우 베이스에 양의 전압이 가해지고, PNP형의 경우에는 베이스에 음의 전압이 가해질 때 트랜지스터가 동작한다. 이 때 컬렉터 쪽에는 양의 전압, 베이스에는 음의 전압이 걸려 있으므로 이들 사이에 전기장이 형성된다된다. 즉, 베이스 단자를 기준으로 할 때 베이스에 양의 전위가 걸릴 때 트랜지스터는 스위치 ON 상태가 되고, 베이스에 음의 전위가 걸릴 때 트랜지스터는 스위치 OFF 상태가 되도록 구성한 것이다. BJT는 반도체 3개를 붙여서 만든 ‘전류증폭소자’인 것이다. NPN형과 PNP형을 구분하는 것은 이미터(E)단자에 연결된 화살표 의 방향을 보 면 알 수 있다아
오른쪽 그림과 같이 화살표의 방향이 이미터 쪽으로 전 류가 흘러나오는 방향일 때의 그림이 NPN형이고, 화살 표의 방향이 이미터 쪽에서 베이스 쪽으로 흘러 들어가 는 방향일 때의 그림이 PNP형 트랜지스터를 의미한다. 다이오드와 비슷하게 작동하는 것이다. 이미터에서 베이스로 넘어온 전자는 베이스와 컬렉터 접합면에 도달하고 베이스와 컬렉터는 역방향 바이어스가 되어 있으므로 전류가 흐르지 않아 BC사이에는 공핍층이 형성된다된다. NPN BJT를 올바르게 동작시키기 위해서는 BE에 순방향 바이어스 전압을, BC에 역방향 바이어스 전압을 걸어주어야 한다.
베이스(B) : 이미터에서 컬렉터로 흐르는 전류를 조절하는 역할을 한다.

위의 그림은 NPN형 BJT이다.
컬렉터(C) : 이미터에서 공급한 전류를 받아들이는 역할을 한다.

BJT
우리가 배운 BJT에 대상으로하여 알아보자. BJT는 Bipolar Junction Transistor(바이폴라 접합 트랜지스터)로 쌍극인 +, - 전하를 모두 이용하는 반도체 소자이다. 먼저 BE에 순방향 전압을 걸어주면 PN 접합이 순방향으로 바이어스 된 것과 같다. 그러므로 이미터에서 베이스로 전자가 이동하게 되고 정공은 베이스에서 이미터로 이동하게 된다된다. NPN형 BJT는 아주 좁은 P형 반도체의 양쪽에 N형 반도체 두 개를 붙여서 만든다. 일반적으로 트랜지스터는 BJT를 가리키며 BJT는 PNP형과 NPN형으로 나뉜다.

트랜지스터의 기호 : 트랜지스터를 전자회로상에 그릴 경 우에는 오른쪽 그림과 같은 기호를 사용한다.

동작원리 : 베이스와 이미터 사이에 순방향 전압을 가하고, 베이스와 컬렉터 사이에 역방 향 전압을 가해 주었을 때 트랜지스터는 정상 동작을 하고, 베이스와 이미터 사이에 역방 향 전압을 가해주면 트랜지스터는 차단상태가 된다된다. 이 전기장의 형성으로 전자들은 이 전기장에 의해 컬렉터로 끌러가게 되는 것이다.
오른쪽 그림은 NPN형 트랜지스터를 사용한 회로의 예로써, 베이스와 이미터 사이에 순방향 …(생략) 전압을 가하여 베이스에 양의 전류가 흐를 경우 트랜지스터가 정상동작이 되도록 구성한 회로이다.

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