트랜지스터의 구조 및 동작

목차

트랜지스터 특성곡선 1

트랜지스터 특성곡선 2

본문내용

= I_CBO OVER 0.004 = 250I_CBO
만일
I_CBO
가 1㎂이었다면
I_B =0A
일때의 컬렉터 전류는 그림 2의 특성에서와 같이
250(1㎂) = 0.25㎃
로 된다. 즉
I_CEO = I_CBO OVER {1-α} right vert I_B = 0㎂
로 될 것이다. 그림 3에서 새롭게 정의된 이 전류에 대한 주위 조건들이 지정된 기준방향으로 증명되었다.
선형증폭(최소왜곡)을 목적으로 할 때 공통이미터회로에서의 차단상태는
I_C = I_CEO
에 의하여 결정된다. 다시 말해서 출력파형이 찌그러지지 않으려면
I_B = 0㎂
이하의 영역은 피하여야 한다.
[ 그림 3
I_CEO
와 관련된 회로조건 ]
2) 베타(β)
직류모드에서
I_C
와
I_B
의 크기는 다음과 같이 정의되는 베타(β)값에 관련된다.
β_DC = I_C OVER I_B
여기서
I_C
와
I_B
는 특성곡선의 특정한 동작점에서 결정되는 값이다. 실제로 사용되는 딩바이스에서 α와 β의 레벨은 중간정도의 범위로서 약 50에서부터 400이상의 범위를 갖는다. α와 마찬가지로 β도 전류간의 비를 나타내는 값이다. β가 200인 디바이스의 컬렉터 전류는 베이스 전류의 200배가 된다.
교류동작상태에서 교류 β는 다음과 같이 정의 된다.
β_ac = ΔI_C OVER ΔI_B right vert V_{CE = constant}
β_ac
의 공식적은 이름은 공통이미터 순방향 전류증폭률이다. 공통이미터 회로에서 컬렉터 전류는 대개 출력전류가 되고, 베이스 전류는 입력전류가 되기 때문에 증폭이라는 말이 위의 용어에 포함되었다.
[ 그림 4 컬렉터 특성으로부터
β_ac
와
β_dc
의 결정 ]
β_ac
의 사용은 그림 2-(a)와 그림 4에 반복해서 나타낸 실질적은 특성을 이용해서 설명된다. 그림 4에서 나타낸것처럼
I_B = 25㎂, V_CE = 7.5V
인 동작점에 의해 정의되는 특성곡선의 영역에 대해
β_ac
를 구해보려면 우선
V_CE
가 상수라는 제한은
V_CE = 7.5V
인 점에서 동작점을 지나는 수직선을 그림으로써 나타낼수 있다. 이 수직선상의 모든 위치에서 전압
V_CE
는 7.5V로 상수값을 갖는다.
ΔI_B
는 Q점에서 같은 거리에 있는 수직축상을 따라 Q점의 임의의 두 방향에 있는 두점을 선택함으로써 정의할수 있다. 이 상태에서
I_B = 20㎂, 30㎂
인 곡선은 Q점으로부터 너무 멀리 떨어지지 않아야 하는 조건을 만족한다. 베이스 전류
I_B
의 레벨을 결정하는 것은 오히려 이들 특성곡선 사이에
I_B
의 레벨을 끼워 넣는 것보다 쉽게 정의할수 있다. 가장 정확한 선택은 대개 베이스 전류의 변화량을 가능한 작게 잡을수록 좋다는 것을 알아야 한다.
I_B
의 두 교차점과 수직축에서
I_C
의 두 레벨은 수직축상에 대해 수평선을 그음으로써 결정된다. 이 영역에서 얻어지는
β_ac
는 다음과 같이 결정된다.
β_ac = ΔI_C OVER ΔI_B right vert V_{CE = constant} = {I_C2 - I_C1} OVER {I
_B2 - I_B1}
={3.2㎃ - 2.2㎃} OVER {30㎂ - 20㎂} = 1㎃ OVER 10㎂ = 100
위의 결과는 베이스에 대한 교류입력전류를 나타내는 것으로서 컬렉터 전류는 베이스 전류에 비행 약 100배가 된다는 것을 나타낸다. Q점에서 직류β값은
β_dc = I_C OVER I_B = 2.7㎃ OVER 25㎂ = 108
이 된다.
β = I_C OVER I_B
와
α = I_C OVER I_E
의 관계로부터 α, β의 관계를 알아보면
I_E = I_C + I_B
이고
I_B = I_C OVER β
와
I_E = I_C OVER α
를 위 식에 대입하면
I_C OVER α = I_C + I_B
를 얻을수 있다.
I_C
로 양변을 나누어 주면
1 OVER α = 1 + 1OVER β
혹은
β = αβ + α = (β +1 )α
에서
α = β OVER {β + 1}, β = α OVER { 1-α}
라는 관계가 나오게 된다. 그리고 위 식과
I_CEO = I_CBO OVER {1-α}
를 이용하면
I_CEO = ( β +1 ) I_CBO
의 식이 나오고
I_CEO βI_CBO
의 관계식으로 나타낼수 있다. 즉
I_C = βI_B
의 식을 얻을수 있다.그리고
I_E = I_C + I_B
=βI_B + I_B
이므로
I_E = (β +1 ) I_B
를 얻을수 있다.

키워드

트랜지스터,   구조,   동작,   곡선,   베이스회로