다이오드(2극 진공관)와 트랜지스터

[세이지]

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다이오드(2극 진공관)와 트랜지스터



■ 다이오드

1. p-n 접합 다이오드

p형 반도체와 n형 반도체를 붙여 양 끝에 전극을 붙인 것

순방향 전압 : p형 반도체 쪽에 (+)극, n형 반도체 쪽에 (-)극을 연결한 상태 →전류가 흐름

역방향 전압 : p형 반도체 쪽에 (-)극, n형 반도체 쪽에 (+)극을 연결한 상태 →전류가 흐르지 않음

2. 이용

교류를 직류로 바꾸는 정류 회로, 고주파를 저주파로 바꾸는 검파 회로 등


3. 종류

정류기, 발광 다이오드(LED), 광다이오드 등



■ 정류 회로

p-n 접합 다이오드는 순방향 전압이 걸릴 때에만 전류가 흐르므로, p-n 접합 다이오드를 이용하면 교류를 직류로 바꿀 수 있음

■ 발광 다이오드

1. 원리

다이오드를 제작할 때 n형 반도체에 불순물을 더 많이 넣으면 전류가 흐를 때 주로 전자가 이동함 순방향 전압에 의해 p형 반도체에 도달한 전자들이 에너지 준위가 낮은 양공의 자리로 이동하면서 에너지를 빛의 형태로 방출함

2. 이용

금전 출납기 화면, 신호등, 대형 전광판의 영상 표현 장치, 디지털 시계의 화면 등


■ 트랜지스터

1.트랜지스터

p형 반도체와 n형 반도체를 p-n-p 또는 n-p-n의 순서로 붙여 놓은 전기 소자


2. 구조

이미터(E), 베이스(B), 컬렉터(C)의 세 단자가 있음


3. 전기적 성질

이미터(E)와 베이스(B) 사이에 순방향 전압, 컬렉터(C)와 베이스(B) 사이에 역방향 전압을 걸고, 이미터(E)와 베이스(B) 사이의 전압을 조절하면 컬렉터(C)에 흐르는 전류의 세기를 조절할 수 있음

4. 이용

스위치 작용을 이용한 논리 회로, 전류의 세기를 증가시키는 증폭 회로 등


■ p-n-p형 트랜지스터

1. 작동 원리

이미터와 베이스 사이에 순방향 전압을 걸고, 컬렉터와 베이스 사이에 역방향 전압을 걸면 가운데의 매우 얇은 베이스를 통해 이미터에서 베이스로 이동하던 대다수의 양공이 컬렉터 쪽으로 확산됨. 컬렉터로 확산된 양공과 Vcb 의 (-)단자에서 공급되는 전자가 계속 결합함 →Ib ≪Ic, Ic = Ib + Ic

2. 증폭 작용

컬렉터로 확산되는 양공의 양은 Vbc 의 미세한 변화에 큰 영향을 받으므로 Vbc 의 미세한 변화가 Ic 의 커다란 변화로 나타남


3. 스위치 작용

증폭 기능을 극대화하면 Vbc 가 정해진 값 이하일 때에는 Ic가 0이 되도록 하고, 정해진 값 이상일 때에는 다량의 Ic 를 얻을 수 있음


그림은 p형 반도체와 n형 반도체를 접합하는 순간 접합면 내부에서 일어나는 현상을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면? (답 2개)

<보기>

① A는 전자이다.
② B는 양공이다.
③ 전자와 양공이 결합하면 결핍층이 생긴다.
④ 전자는 p형 반도체에서 n형 반도체 쪽으로 이동한다.
⑤ 일정한 시간이 지나면 전자와 양공은 더 이상 이동하지 않는다.



정답 : ③, ⑤

해설 : A는 양공, B는 전자를 나타내며, 전자는 n형에서 p형으로, 양공은 p형에서 n형으로 이동함



그림과 같이 p-n-p형 트랜지스터에 전압을 걸어 주었다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

<보기>

① 이미터와 베이스 사이에 순방향 전압이 걸린다.
② 컬렉터와 베이스 사이에 역방향 전압이 걸린다.
③ 베이스보다 컬렉터에 더 많은 전류가 흐른다.
④ 컬렉터에 흐르는 전류를 변화시켜 베이스에 흐르는 전류의 양을 조절할 수 있다.
⑤ 이미터와 베이스 사이에 전압이 걸리지 않으면 컬렉터에 전류가 흐르지 않는다.



정답 : ④

해설 : 이미터와 베이스 사이의 전압을 변화시켜 컬렉터에 흐르는 전류를 제어할 수 있음