트랜지스터의 동작원리

[관운]

트랜지스터의 동작원리

♣ 트랜지스터 : 일종의 전자 스위치(무접점 스위치)의 역할을 하는 반도체 소자로서 미국 벨 전화연구소의 바딘, 브러틴, 쇼클리 등에 의해 발명되었으며, Transfer of a signal through a varistor의 약자이다. 반도체 소자로 게르마늄이나 실리콘을 사용하며 증폭, 발진, 변조등의 작용과 고속스위칭 소자로도 이용된다. 보통 트랜지스터를 읽거나, 회로상에 표기할 때에는 일반적으로TR이라는 약자를 많이 사용한다.

♣ 트랜지스터의 구조를 살펴보면 아래 그림과 같이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 놓은 구조로 NPN형과 PNP형의 두 가지 종류가 있다.

♣ 대부분의 전자부품의 경우 두 개의 단자(저항, 다이오드 등)를 이용하는데 비해, 트랜지스터는 이미터, 베이스, 컬렉터라는 세 개의 단자를 이용하고 있다.

♣ 이미터(E), 베이스(B), 컬렉터(C) 세 단자의 기능

☞ 이미터(E) : 순방향 전류를 공급해 주는 역할을 한다.

☞ 베이스(B) : E에서 C로 흐르는 전류를 조절하는 역할을 한다.

☞ 이미터(C) : 에미터에서 공급한 전류를 받아들이는 역할을 한다.

♣ 트랜지스터의 기호 : 트래진스터를 전자회로상에 그릴 경우에는 오른쪽 그림과 같은 기호를 사용한다. NPN형과 PNP형을 구분하는 것은 이미터(E)단자에 연결된 화살표의 방향을 보면 알 수 있다.

오른쪽 그림과 같이 화살표의 방향이 이미터쪽으로 전류가 흘러나오는 방향일 때의 그림이 NPN형이고, 화살표의 방향이 이미터 쪽에서 베이스(B)쪽으로 흘러들어가는 방향일 때의 그림이 PNP형 트랜지스터(TR)를 의미한다.

♣ 동작원리 : 베이스와 이미터 사이에 순방향 전압을 가하고, 베이스와 컬렉터 사이에 역방향 전압을 가해주었을 때 트랜지스터는 정상 동작(통전 상태)을 하고, 베이스와 이미터 사이에 역방향 전압을 가해주면 트랜지스터는 차단상태가 된다.

오른쪽 그림은 NPN형 TR을 사용한 회로의 예로서, 베이스와 이미터 사이에 순방향 전압을 가하여 베이스에 양(+)의 전류가 흐를 경우 TR가 통전상태가 되도록 구성한 회로이다. 즉, 베이스 단자를 기준으로 할 때 베이스에 양(+)의 전위가 걸릴 때 TR은 통전(스위치 ON) 상태가 되고, 베이스에 음(-)의 전위가 걸릴 때 TR은 차단(스위치 OFF)상태가 되도록 구성한 것이다.

♣ NPN형 TR의 경우 베이스에 양(+)의 전압이 가해지고, PNP형의 경우에는 베이스에 음(-)의 전압이 가해질 때 트랜지스터가 동작(통전상태)한다.