트랜지스터는 어떤 특성이 있고 어떻게 동작하는 것일까?

[덤보]

트랜지스터는 어떤 특성이 있고 어떻게 동작하는 것일까?

트랜지스터의 특성이나 동작원리는 다이오드의 특성과 동작원리를 잘 알고 있으면 이해하기가 매우 쉬우며
보통 접합 트랜지스터와 전계효과 트랜지스터로 구별한다.
그러나 전계효과 트랜지스터는 트랜지스터의 일종이지만 구조와 동작원리가 매우 다르며,
일반 접합 트랜지스터가 전류를 증폭한다면 전계효과 트랜지스터는 전압을 증폭시키는 역할을 한다.

그럼 접합 트랜지스터는 어떻게 생겼는지, 어떻게 동작하는지 알아보자.

다이오드에서는 P형 반도체와 N형 반도체 2개를 접합시켜 PN접합 다이오드를 만들게 되는데
접합 트랜지스터에서는 이러한 반도체를 P형, N형, P형, 또는 N형, P형, N형 순으로 접합시켜 만든다.
이러한 접합 트랜지스터는 PNP형과 NPN형, 두가지 형태로 나타나게 된다.

다이오드로 표시한 등가 트랜지스터

                    PNP형 등가 트랜지스터                                               NPN형 등가 트랜지스터

PNP 트랜지스터

PNP 트랜지스터는 반도체를 P형, N형, P형  순으로 접합시켜 만든 트랜지스터로서 각각의 반도체에 도선을 연결한 형태이다.
이렇게 접합되어 있는 3개의 반도체중 가운데 반도체를 베이스(Base), 중앙을 기준으로 좌우에 접합되어 있는 반도체를
에미터(Emitter), 또는 콜렉터(Collector)라 한다.

PNP 트랜지스터 구조

이러한 PNP 트랜지스터의 에미터와 베이스에 순방향 전압(VBE)을 공급하면 다이오드와 같이 도통하여 순방향 전류가

흐르게 되고, 순방향 전류가 흐를때 콜렉터와 베이스에 높은 역방향 전압을 공급하면 콜렉터의 높은 전압에 의해 에미터에서

베이스로 흐르던 전류가 대부분 콜렉터로 흐르게되며 베이스에는 매우 작은 전류만 흐르게 된다.

    에미터와 베이스의 순방향 전압 공급과 전류 흐름              베이스와 콜렉터의 역방향 전압 공급과 전류 흐름

이러한 현상을 이용하여 에미터와 베이스의 순방향 공급 전압을 조절하여 베이스 전류를 증가시키게 되면 콜렉터 전류가

증가하게 되는데 이것을 증폭작용이라고 한다.
이와 같이 전류가 증폭되는 것을 전류증폭률이라고 하고, 컬랙터 전류와 베이스 전류비를 직류전류증폭률(hfe)라한다.
또한 전류의 흐름 방향은 에미터에서 콜렉터로 향하게 되고, 심볼은 전류가 에미터에서 베이스와 콜렉터로 진행한다는 의미의 화살표시를 그림과 같이 표시한다.

PNP 트랜지스터 심볼

NPN 트랜지스터

NPN 트랜지스터는 반도체를 N형, P형, N형 순으로 접합시켜 만든 트랜지스터로서 각각의 반도체에 도선을 연결한 형태이다.

NPN 트랜지스터 구조

이러한 NPN 트랜지스터의 베이스와 에미터에 순방향 전압(VBE)을 공급하면 도통되고, 순방향 전류가 흐를때 콜렉터와

베이스에 높은 역방향 전압을 공급하게되면 콜렉터 전압에 의해 베이스에서 에미터로 흐르던 베이스 전류와 콜렉터 전류가

에미터로 흐르게 된다.

   베이스와 에미터의 순방향 전압 공급과 전류 흐름                베이스와 콜렉터의 역방향 전압 공급과 전류 흐름

이러한 현상은 PNP 트랜지스터와 마찬가지로 베이스 전압에 의해 콜렉터 전류가 증폭된다.
NPN 트랜지스터의 전류 흐름 방향은 콜렉터에서 에미터로 향하게 되고, 심볼은 전류가 콜렉터에서 에미터로 진행한다는 의미의 화살표시를 그림과 같이 표시한다.

NPN 트랜지스터 심볼

[deto]

감사합니다

[곧은골]

이해가 빠름니다 감사

[불멸창식]

트랜지스터는 trans+registor의 합성어다!

[Der Techniker]

어원을 분석하고 글을 읽어보니까, 트랜지스터는 저항의 성질을 가지고 있다라는 생각이 듭니다. 댓글 감사합니다.

[Der Techniker]

다이오드를 결합시킨 형태지만 다이오드와는 다른 성질을 지닌 소자가 트랜지스터라는 생각이 듭니다. 제너 다이오드 정도면 조금 비슷한 것 같다는 생각이 드는군요.