트랜지스터의 기본 지식 및 작동 원리

공통적인 특징은 3개의 전극을 갖고 있다는 점인데, 이것이 약어 ''의 유래이다.트랜지스터". 일반적으로 내부는 트랜지스터 P형 반도체와 N형 반도체로 구성된 3층 구조로 계층적 순서에 따라 NPN형과 PNP형으로 구분된다.
위에서 언급한 3층 구조는 3개 영역으로 구성된다. 트랜지스터. 중앙의 더 얇은 층이 베이스 영역이고, 나머지 두 층은 모두 N형 또는 P형입니다. 그 중 상대적으로 크기가 작고 다수 캐리어 농도가 상대적으로 높은 층은 이미터 영역이고 다른 층은 컬렉터 영역입니다. 이러한 내부 구조적 특성은 트랜지스터 내부상태 입니다 트랜지스터 증폭시킬 수 있도록.
세 영역 각각은 베이스(b), 이미터(e) 및 컬렉터(c)인 세 개의 전극으로 연결됩니다.
그림 b에서 볼 수 있듯이 3층 구조는 에미터 접합과 컬렉터 접합이라고 불리는 두 개의 PN 접합을 형성할 수 있습니다. 화살표 방향은 트랜지스터 기호는 이미 터 접합의 방향을 나타냅니다.
내부 구조에는 단방향 전도성을 갖는 두 개의 PN 접합이 있습니다. 트랜지스터, 당연히 스위칭 소자로 사용할 수 있지만 동시에 트랜지스터 증폭시키는 요소이기도 합니다. 전자 기술의 급속한 발전을 촉진하는 것은 바로 그 모습입니다.

2. 전류 증폭 효과 트랜지스터
DC 전압원 Vcc는 Vbb보다 커야 회로가 증폭의 외부 조건을 충족할 수 있습니다. 즉, 이미터 접합은 순방향 바이어스되고 컬렉터는 역방향 바이어스됩니다. 조정 가능한 저항 Rb, 베이스 전류 IB, 콜렉터 전류 Ic 및 이미터 전류 IE를 변경하면 측정 결과에서 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.
(1) IE = IB + IC(키르히호프의 현재 정리에 따름)
(2) IC ≒ IB ×? (?는 전류 증폭 인자라고 불리며, 이는 전류 증폭 능력을 특성화할 수 있습니다. 트랜지스터)
(3) △ IC ≒ △ IB ×?
위에서 알 수 있듯이 트랜지스터 전류 증폭 기능이 있는 아날로그 장치입니다.

3. 증폭원리 트랜지스터
다음은 NPN을 사용합니다. 트랜지스터 내부 캐리어 이동 법칙과 현재 증폭 원리를 설명하는 예로서,
1. 에미터 영역에서 베이스 영역으로 전자 확산: 에미터 접합이 순방향 바이어스 상태이므로 에미터 영역에 있는 대부분의 캐리어(자유 전자)가 베이스 영역으로 계속 확산되고, 파워로부터 전자를 지속적으로 보충합니다. 공급하여 이미 터 전류 IE를 형성합니다.
2. 베이스 영역에서 전자의 확산 및 재결합: 베이스 영역이 매우 얇기 때문에 다수 캐리어(정공) 농도가 매우 낮기 때문에 이미터에서 확산된 전자 중 극히 일부만이 베이스 영역의 정공과 재결합할 수 있습니다. 베이스 전류 IB는 상대적으로 작으며, 나머지 전자의 대부분은 컬렉터 접합의 가장자리로 확산될 수 있습니다.
3. 컬렉터 영역은 이미터 영역에서 확산된 전자를 수집합니다. 컬렉터 접합의 역방향 바이어스로 인해 이미터 영역에서 베이스 영역으로 확산되어 컬렉터 영역의 가장자리에 도달하는 전자는 컬렉터 영역으로 끌어당겨질 수 있습니다. 이로써 더 큰 콜렉터 전류 IC를 형성합니다.

4. 입출력 특성 트랜지스터
입력 특성은 트랜지스터 는 컬렉터-이미터 전압 UCE가 일정할 때 베이스 전류 IB와 베이스-이미터 전압 UBE 사이의 관계 곡선을 나타냅니다.
실리콘 튜브의 경우 UCE가 1V를 초과하면 컬렉터 접합이 이미터 영역에서 베이스 영역으로 확산된 대부분의 전자를 컬렉터 영역으로 끌어당길 만큼 충분한 역바이어스에 도달한 것입니다. 이때 UCE가 증가하면 UBE가 변하지 않는 한(발광 영역에서 베이스 영역으로 방출되는 전자의 수가 일정함) IB는 기본적으로 변하지 않습니다. 즉, UCE가 1V를 초과하면 입력 특성 곡선은 기본적으로 일치합니다.
그림에서 볼 수 있듯이 다이오드의 전압-전류 특성과 마찬가지로 트랜지스터 데드존도 있어요. UBE가 데드존 전압보다 큰 경우에만 베이스 전류 IB가 트랜지스터 나타날거야. 일반적으로 실리콘 튜브의 데드존 전압은 약 0.5V이고, 게르마늄 튜브의 데드존 전압은 약 0.1V입니다. 정상적인 작동 조건에서 NPN 실리콘 튜브의 이미터 접합 전압 UBE는 0.6 ~ 0.7V이고 PNP 게르마늄 튜브의 이미터 접합 전압 UBE는 -0.2 ~ -0.3V입니다.
출력 특성 트랜지스터 베이스 전류 IB가 일정할 때 콜렉터 전류 IC와 콜렉터-이미터 전압 UCE 사이의 관계 곡선을 나타냅니다. 서로 다른 IB에서 서로 다른 곡선을 얻을 수 있으므로 출력 특성은 트랜지스터 곡선의 집합입니다. 일반적으로 출력 특성 곡선은 세 가지 작업 영역으로 나뉩니다.
1. 확대 영역: 출력 특성 곡선의 거의 수평 부분이 확대 영역입니다. 증폭 영역에서 IC = IB × τ는 서로 다른 IB에서 전류 증폭 계수가 대략 동일하기 때문에 증폭 영역을 선형 영역이라고도 합니다. 에 대한 트랜지스터 증폭 영역에서 작동하려면 이미터 접합은 순방향 바이어스에 있어야 하고 컬렉터 접합은 역방향 바이어스에 있어야 합니다. 실리콘 튜브의 경우 UBE>0, UBC<0로 제작되어야 합니다.
2. 컷오프 영역: IB = 0 곡선 아래의 영역을 컷오프 영역이라고 합니다. 실제로 NPN 실리콘 튜브의 경우 UBE<0.5V일 때 차단되기 시작하지만 트랜지스터 확실하게 차단되므로 UBE≤0V가 자주 사용됩니다. 이때 이미터 접합과 컬렉터 접합은 모두 역방향 바이어스 상태입니다.
3. 포화 영역: 출력 특성 곡선의 가파른 부분이 포화 영역입니다. 이때 IB의 변화는 IC에 거의 영향을 미치지 않으며, ? 증폭 영역의 적용 범위는 더 이상 포화 영역에 적용되지 않습니다. 포화 영역에서 UCE