트랜지스터 종류 완벽 설명: 완전한 레퍼런스 가이드

전자 회로는 효과적인 기능을 위해 다양한 구성 요소를 통합합니다. 이 구성 요소들 중에는 다양한 범위의 트랜지스터가 있습니다. 다양한 트랜지스터 종류에 대한 심층적인 보기를 위해 계속 읽으세요.

트랜지스터란 무엇인가요?

트랜지스터는 IC에서 전기 신호를 스위칭하거나 증폭하는 3층 활성 구성 요소입니다. 또한 활성 구성 요소란 입력 전압이 출력 전압보다 크다는 것을 의미합니다.

트랜지스터는 공간을 덜 차지하고 더 나은 열 저항을 가지므로 진공관의 대체품입니다. 그리고 트랜지스터는 더 적은 작동 전력을 사용합니다.

트랜지스터

트랜지스터 트리 다이어그램

트랜지스터 종류

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)는 이미터(E), 베이스(B), 컬렉터(C) 세 부분으로 구성됩니다. 베이스 단자에서 전류가 흐르면 컬렉터와 이미터 단자에서 더 높은 값으로 출력됩니다.

정공과 전자를 전기 전도도에 사용하므로 '바이폴라'입니다. 결과적으로 두 개의 PN 접합이 있으므로 '접합'이라는 이름이 붙었습니다.

또한 BJT는 낮은 입력 전압 임피던스를 가지므로 신호 증폭에 최적입니다.

BJT 동작

NPN 트랜지스터

NPN 트랜지스터는 두 개의 n형 반도체 사이에 p형 반도체가 있는 구조입니다. 이 설정에서 정공은 소수 캐리어이고 전자는 다수 캐리어입니다.

따라서 더 높은 전자 이동도와 낮은 정공 이동도로 인해 이 트랜지스터가 선호됩니다.

주목할 점은 전자 이동도가 이미터 단자에서 컬렉터 단자로 향한다는 것입니다. 그런 다음 이미터가 전자를 베이스 영역으로 보내고 베이스가 이 방출을 제어합니다.

NPN 트랜지스터 회로도

PNP 트랜지스터

PNP 트랜지스터는 더 얇은 n형 반도체를 두 개의 p형 반도체가 샌드위치 형태로 감싸고 있습니다.

흥미롭게도 베이스-이미터 접합이 여전히 전류 방향을 제어합니다. 그러나 n형 트랜지스터와 반대 방향으로 그렇게 합니다.

PNP 트랜지스터 회로

전계 효과 트랜지스터(FET)

FET는 소스(S), 게이트(G), 드레인(D)의 세 영역을 가진 반도체 장치입니다.

또한 BJT와 달리 단일 캐리어만 전자 이동도에 사용하므로 단극성 장치입니다.

게이트 단자의 전압이 소스 전압을 제어하여 드레인 단자로의 전압을 결정합니다.

FET는 높은 입력 임피던스를 가지므로 거의 전류가 흐르지 않습니다.

또한 저렴하고 생산하기 쉽다는 장점이 있습니다.

불행히도 출력 전류 증폭은 BJT만큼 효율적이지 않습니다.

접합형 전계 효과 트랜지스터(JFET)

접합형 전계 효과 트랜지스터는 트랜지스터 스위치 또는 증폭기 역할을 할 수 있는 초기 형태의 FET입니다.

JFET 트랜지스터

MOSFET

금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터는 채널과 게이트 영역을 분리하는 얇은 금속 산화물 층을 가집니다.

결과적으로 산화물 층이 전기가 그 위에 있는 실리콘 웨이퍼를 관통하도록 합니다. 구체적으로 이 제조 공정을 표면 패시베이션이라고 합니다.

기능 기반 트랜지스터

대안적으로 트랜지스터 종류 분류는 작동 방식과 목적에 따라 수행되기도 합니다.

소신호 트랜지스터

이들은 디지털 회로에서 저레벨 신호를 증폭하는 데 작동하지만, 스위칭 트랜지스터로도 작동할 수 있습니다. NPN과 PNP 형식으로 제공되며 hFE 값은 0~100 사이입니다.

또한 80~600mA 컬렉터 전류와 1~300MHz 주파수 범위에서 가장 잘 작동합니다.

소형 스위칭 트랜지스터

소형 스위칭 트랜지스터의 주요 용도는 스위칭이지만, 전기 신호 증폭도 가능합니다.

또한 hFE 값이 10~200이지만 최대 정격에서 증폭보다 스위칭이 더 잘 작동합니다.

파워 트랜지스터

파워 트랜지스터는 고전력 회로에서 작동하므로 과열 방지를 위한 파워 싱크가 있습니다. 또한 이상적인 작동 전력 값은 0~100W 범위이며 적합한 주파수는 1~100MHz입니다.

파워 트랜지스터

고주파 트랜지스터

RF 트랜지스터로도 알려져 있으며 고속 스위칭 응용 분야에서 작동합니다. 또한 작은 입력 신호로 고주파에서 작동합니다.

현저히 10~600mA 컬렉터 전류와 최대 200MHz 주파수 정격을 가집니다.

포토 트랜지스터

이들은 빛에 민감한 트랜지스터입니다. 광감도 특성이 베이스 단자를 대체하므로 빛이 없으면 트랜지스터는 OFF입니다.

또한 포토-FET와 포토-BJT로 제공됩니다. 그러나 포토-BJT가 빛에 더 민감합니다.

NPN 및 PNP 포토트랜지스터 회로 표현

유니접합 트랜지스터(UJT)

UJT는 세 개의 단자를 가지며 두 개는 베이스이고 다른 하나는 이미터입니다. 스위칭 동작에서 작동하며 증폭에는 적합하지 않습니다.

UJT 회로 기호

이종접합 바이폴라 트랜지스터(HBT)

HBT는 이미터와 베이스 영역에 다른 반도체 재료를 가진 바이폴라 트랜지스터로 이종접합을 형성합니다.

고주파 신호를 처리하므로 BJT에서 업그레이드되어 디지털 전자에서 효율적으로 작동합니다.

트랜지스터 종류: 달링턴 트랜지스터

달링턴 트랜지스터는 두 개의 바이폴라 트랜지스터 회로 조합으로 전류 이득을 증가시킵니다.

한 BJT의 이미터가 다른 BJT의 베이스 영역에 연결됩니다. 또한 단일 트랜지스터 패키지로 제공됩니다.

쇼트키 트랜지스터

쇼트키 다이오드와 트랜지스터의 조합입니다. 또한 다이오드가 전류 소스에서 트랜지스터 포화를 방지하기 위해 과전류를 우회시킵니다.

다중 이미터 트랜지스터

주로 IC 입력, 로직 게이트, NAND 게이트에 존재하는 특수 BJT입니다.

DTL에서 다이오드를 대체하여 로직 게이트에서 빠른 단일 트랜지스터 동작을 촉진합니다. 또한 그 구성은 회로의 전력 소모를 줄입니다.

트랜지스터 종류: 듀얼 게이트 MOSFET

직렬로 듀얼 게이트가 필요한 응용 분야에서 필수적입니다. 게이트는 게이트와 소스 단자 사이의 전류 흐름 수준에 영향을 줍니다.

눈사태 트랜지스터

눈사태 파괴 영역에서 동작하는 BJT입니다. 나노초 미만의 전이 시간을 가지며 극도로 높은 전류를 스위칭할 수 있습니다.

확산 트랜지스터

반도체 재료에 도핑제가 있는 BJT입니다. 그러나 도핑제 도입 공정은 BJT의 합금 및 성장 접합 제조 공정 후에 수행됩니다.

또한 트랜지스터가 회로에서 어떻게 작동하는지에 대한 비디오 설명이 있습니다.

트랜지스터 테스트 방법

다음을 통해 트랜지스터의 손상이나 작동 상태를 테스트할 수 있습니다:

멀티미터 사용

디지털 멀티미터를 다이오드 테스트로 설정하거나 아날로그 멀티미터를 저저항 범위로 설정할 수 있습니다.

멀티미터

모든 리드를 양방향으로 테스트하고 다음을 확인하세요:

베이스-이미터 접합과 베이스-컬렉터가 다이오드처럼 한 방향으로 전도합니다.

또한 컬렉터-이미터 접합은 전도하지 않아야 합니다.

트랜지스터 종류: 단순 회로 사용

• 회로에 트랜지스터를 포함시킵니다.
• 또한 베이스에 트랜지스터를 보호하기 위해 10k 저항을 포함시킵니다.
• 공급 전압이 5~12V 사이인지 확인합니다.
• 따라서 트랜지스터가 작동하면 스위치를 작동시킬 때 LED가 켜집니다.
• 대안적으로 PNP 트랜지스터 테스트를 위해 동일한 회로와 공급 전압을 반대로 합니다.

단순 스위칭 회로

결론

이제 모든 트랜지스터 종류와 작동 방식에 익숙해지셨기를 바랍니다. 설명이 필요하거나 질문이 있으시면 주저하지 말고 연락 주세요.