바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 소개

1948년 바이폴라 트랜지스터의 발명은 전자공학에 혁명을 일으켰습니다. 이전에는 상대적으로 크고 기계적으로 깨지기 쉬우며 전력 소모가 많은 진공관이 필요했던 기술적 업적이 작고 기계적으로 견고하며 전력 절약형 결정질 실리콘 반점으로 갑자기 달성할 수 있었습니다. 이 혁명은 우리가 지금 당연하게 여기는 가볍고 저렴한 전자 장치의 설계와 제조를 가능하게 했습니다. 트랜지스터의 기능을 이해하는 것은 현대 전자 제품을 이해하는 데 관심이 있는 모든 사람에게 가장 중요합니다.

바이폴라 접합 트랜지스터의 기능 및 응용

여기서 나의 의도는 반도체 이론의 양자 세계를 탐구하기보다는 바이폴라 트랜지스터의 실용적인 기능과 응용에 가능한 한 독점적으로 초점을 맞추는 것입니다. 정공과 전자에 대한 논의는 제 생각에 다른 장으로 남겨두는 것이 좋습니다. 여기에서 사용 방법을 살펴보고자 합니다. 이러한 구성 요소는 친밀한 내부 세부 정보를 분석하지 않습니다. 반도체 물리학을 이해하는 것의 중요성을 얕잡아보고자 하는 것은 아니지만, 때때로 고체 물리학에 대한 집중적인 집중은 부품 수준에서 이러한 장치의 기능을 이해하는 데 방해가 됩니다. 그러나 이 접근 방식을 취할 때 독자가 반도체에 대한 최소한의 지식을 가지고 있다고 가정합니다. "P"와 "N" 도핑된 반도체의 차이점, PN(다이오드) 접합의 기능적 특성, 용어의 의미 "역편향" 및 "순방향 편향". 이러한 개념이 명확하지 않은 경우 이 책을 계속 진행하기 전에 이 책의 이전 장을 참조하는 것이 가장 좋습니다.

BJT 레이어

바이폴라 트랜지스터는 (a 및 c) P-N-P 또는 N-P-N(b 및 c) 중 하나인 도핑된(외부) 반도체 재료의 3층 "샌드위치"로 구성됩니다. 트랜지스터를 구성하는 각 층에는 특정한 이름이 있으며, 각 층에는 회로 연결을 위한 와이어 접점이 제공됩니다. 회로도 기호는 그림 (a)와 (c)에 나와 있습니다.

BJT 트랜지스터:(a) PNP 회로도 기호, (b) 레이아웃 (c) NPN 회로도 기호, (d) 레이아웃.

PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터의 기능적 차이점은 작동 시 접합의 적절한 바이어싱(극성)입니다.

바이폴라 트랜지스터는 전류 제어 전류 조절기로 작동합니다. . 즉, 트랜지스터는 더 작은 제어 전류에 따라 흐르는 전류의 양을 제한합니다. 제어되는 주 전류 트랜지스터의 유형(각각 NPN 또는 PNP)에 따라 컬렉터에서 에미터로 또는 에미터에서 컬렉터로 이동합니다. 제어하는 작은 전류 주 전류는 트랜지스터의 종류(각각 NPN 또는 PNP)에 따라 베이스에서 이미 터로 또는 이미 터에서 베이스로 갑니다. 반도체 기호의 기준에 따르면 화살표는 항상 전류가 흐르는 방향을 가리킵니다.

(a) PNP 및 (b) NPN 트랜지스터에 대한 작은 제어 전류 및 큰 제어 전류의 방향

양극성 트랜지스터에는 두 가지 유형의 반도체 재료가 포함되어 있습니다.

바이폴라 트랜지스터는 bi라고 합니다. 이들을 통한 전류의 주요 흐름은 2 에서 발생하기 때문에 극성 반도체 재료의 유형:주 전류가 이미 터에서 컬렉터로(또는 그 반대로) 흐르기 때문에 P 및 N. 즉, 전자와 정공의 두 가지 유형의 전하 캐리어가 트랜지스터를 통과하는 이 주 전류를 구성합니다.

보시다시피 제어 현재 및 통제 전류는 항상 이미 터 와이어를 통해 함께 맞물리고 전류는 트랜지스터의 화살표 방향으로 흐릅니다. 이것은 트랜지스터 사용의 첫 번째이자 가장 중요한 규칙입니다. 장치가 전류 조정기로 작동하려면 모든 전류가 적절한 방향으로 흘러야 합니다. 작은 제어 전류는 일반적으로 간단히 기본 전류라고 합니다. 트랜지스터의 베이스 와이어를 통과하는 유일한 전류이기 때문입니다. 반대로 제어된 큰 전류를 컬렉터 전류라고 합니다. 컬렉터 와이어를 통과하는 유일한 전류이기 때문입니다. 이미 터 전류는 Kirchhoff의 전류 법칙에 따라 기본 및 컬렉터 전류의 합입니다.

트랜지스터의 베이스를 통과하는 전류는 개방 스위치처럼 트랜지스터를 차단하고 컬렉터를 통한 전류를 방지합니다. 베이스 전류는 닫힌 스위치처럼 트랜지스터를 켜고 컬렉터를 통해 비례하는 양의 전류를 허용합니다. 컬렉터 전류는 기본 전류를 푸시하는 데 사용할 수 있는 전압의 양에 관계없이 기본 전류에 의해 제한됩니다. 다음 섹션에서는 바이폴라 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하는 방법을 자세히 살펴봅니다.

검토:

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바이폴라 트랜지스터는 제어된 전류가 2개를 통과해야 하기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 반도체 재료의 유형:P 및 N. 전류는 트랜지스터의 다른 부분에서 전자와 정공 흐름으로 구성됩니다.

바이폴라 트랜지스터는 P-N-P 또는 N-P-N 반도체 '샌드위치' 구조로 구성됩니다.

바이폴라 트랜지스터의 세 리드를 이미터라고 합니다. , 기본 , 및 수집가 .

트랜지스터는 작은 전류가 제어할 수 있도록 하여 전류 조정기 역할을 합니다. 더 큰 전류. 컬렉터와 에미터 사이에 허용되는 전류의 양은 주로 베이스와 에미터 사이에서 이동하는 전류의 양에 의해 결정됩니다.

트랜지스터가 전류 레귤레이터로 적절하게 기능하려면 제어(베이스) 전류와 제어(컬렉터) 전류가 적절한 방향으로 흘러야 합니다. 화살표 기호.

관련 워크시트:

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BJT(바이폴라 접합 트랜지스터) 이론 워크시트