전력 트랜지스터 - 알아야 할 모든 것

높은 전력 수준을 제공하는 전원 공급 시스템을 생각해 보십시오. 이러한 장치는 적절한 양의 전류를 전달하기 위해 전력 증폭기가 필요합니다. 여기에서 파워 트랜지스터가 유용합니다.

OurPCB에는 모든 유형의 트랜지스터에 대한 모든 주요 통찰력이 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 가이드에서는 전력 트랜지스터에 중점을 둘 것입니다. 또한 다른 주요 통찰력 중에서 작동 원리, 장단점을 설명합니다.

전력 트랜지스터란 무엇입니까?

그림 1:회로 기판에서 작업하는 전자 엔지니어

전자 신호 및 전력을 스위칭 및 증폭하는 데 핵심적인 역할을 하는 트랜지스터 유형입니다. 전원 공급 장치 시스템 및 고전력 증폭기에서 이 트랜지스터를 찾을 수 있습니다. 기본적으로는 접합 트랜지스터이지만 반도체 전계 효과 트랜지스터로 볼 수 있습니다.

다른 트랜지스터와 구조는 다르지만 동일한 원리로 작동합니다.

그럼에도 불구하고 파워 트랜지스터의 경우 고유한 제어 특성을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 기본 터미널에 입력 전류를 공급하면 스위치가 켜집니다. 반면에 제어 신호를 제거하면 전원 트랜지스터가 꺼집니다.

전력 트랜지스터의 유형

그림 2:다양한 트랜지스터 유형

다음은 전력 제어 회로에서 흔히 볼 수 있는 다양한 트랜지스터입니다.

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)

이 유형의 트랜지스터에는 전하 캐리어로 정공과 전자가 있습니다. 따라서 우리는 그것을 두 가지 극성을 가진 것으로 간주할 수 있습니다. 따라서 이름은 바이폴라 트랜지스터입니다. 스위치 및 증폭기로 유용하여 중요한 전류 제어 장치입니다.

전원 BJT의 특성은 다음과 같습니다.

• 고전력 사용에 필수적입니다.
• 다른 트랜지스터 유형보다 더 높은 온 상태 전압 강하가 특징입니다.
• 더 높은 전류 전달 용량.
• 항복 전압이 높습니다.
• 또한 일반 트랜지스터보다 큽니다. 최대 전류가 흐르도록 하는 것이 필수적입니다.

금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)

그림 3:DPAK MOSFET 전자 트랜지스터

MOSFET은 3개의 단자가 있는 일종의 전계 효과 트랜지스터입니다. 여기에는 베이스, 소스 및 드레인 터미널이 포함됩니다. 파워 MOSFET의 작동은 주로 채널 폭에 의존합니다. 예를 들어, 넓은 채널 폭에서 트랜지스터의 성능은 최적입니다.

전력 MOSFET의 특성은 다음과 같습니다.

• 트랜지스터는 전압 컨트롤러로 유용합니다.
• 작동 중 입력 전류가 필요하지 않습니다.
• 또한 높은 입력 임피던스가 특징입니다.

정적 유도 트랜지스터

그림 4:전력 트랜지스터

트랜지스터에는 3개의 단자가 있습니다. 또한 수직 방향의 주파수를 가지며 높은 전력을 전송합니다. 기존의 FET 전계 효과 트랜지스터보다 높은 항복 전압을 갖습니다.

주요 속성은 다음과 같습니다.

• 다른 FET보다 노이즈 감소
• 낮은 단자 저항
• 몇 초 안에 꺼지고 켜짐
• 상대적으로 짧은 채널이 특징입니다.

절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)

그림 5:강력한 IGBT 트랜지스터

FET와 BJT 트랜지스터의 조합입니다. 이 트랜지스터의 기능은 켜거나 끌 수 있는 게이트에 의존합니다. 전원 공급 시스템, 인버터 및 변환기와 같은 전력 전자 장치에서 일반적으로 찾을 수 있습니다.

특징:

• 상대적으로 높은 전력 이득,
• 회로 입력에서 손실이 크게 제한됩니다.

전력 트랜지스터의 동작

그림 6:BJT 트랜지스터

모든 일반적인 양극성 전력 트랜지스터(BJT)는 4개의 작동 영역을 특징으로 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 활성 지역
• 준 포화 영역
• 강한 포화 영역
• 컷오프 영역

두 가지 조건에서 역 바이어스하면 차단 영역에 트랜지스터를 가질 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 베이스 터미널을 음극 터미널에 연결하고 이미 터 터미널을 양극 터미널에 연결,
• 콜렉터 단자를 음극 단자에 연결하고 베이스 단자를 양극 단자에 연결합니다.

둘째, 다음을 달성하면 트랜지스터가 비활성 상태에 있습니다.

• 이미터-베이스 접합 순방향 바이어스 및 컬렉터-베이스 영역 역방향 바이어스.

다음으로 베이스-이미터 및 컬렉터-베이스를 순방향 바이어스할 때 트랜지스터는 준포화 상태가 됩니다. 마지막으로 베이스-이미터 및 컬렉터-베이스를 순방향 바이어스할 때 하드 포화 영역에 있습니다.

전력 트랜지스터 사용의 장단점

그림 7:다양한 트랜지스터 유형

파워 트랜지스터의 장점

• 높은 전류 밀도
• 낮은 순방향 전압
• 고전압 이득
• 큰 대역폭 이득

파워 트랜지스터의 단점

• 다른 유형의 트랜지스터보다 노이즈가 많음
• 제어하기가 상대적으로 더 복잡함
• 낮은 열 안정성

응용 프로그램

그림 8:증폭기 제어판

• 릴레이에서 유용합니다.
• 파워 앰프의 필수 요소
• DC-DC 컨버터에서도 찾을 수 있습니다.
• 전력 제어 회로에 유용
• 마지막으로 SMPS(스위치 모드 전원 공급 장치)에도 사용됩니다.

트랜지스터와 전력 트랜지스터의 차이점은 무엇입니까?

트랜지스터는 구조에 3개 또는 4개의 단자가 있는 전자 장치입니다. 단자 중 하나에 공급 전압을 적용하면 다른 단자에서 전류가 변경됩니다. 따라서 그 작동은 증폭기 또는 스위치의 작동과 동의어입니다.

반대로 전력 트랜지스터는 방열판과 같습니다. 회로가 손상되지 않도록 보호하는 데 중요합니다. 또한 일반적인 일반 트랜지스터보다 상대적으로 큽니다.

결론

이미 보았듯이 거의 모든 디지털 시스템에는 전력 트랜지스터가 있어야 합니다. 스위칭 회로, 전원 시스템 및 오디오 애플리케이션에서 특히 중요합니다. 또한 질문이 있으시면 저희에게 연락하십시오.