트랜지스터 전압 전류 특성

소개글

트랜지스터 전압 전류 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 시뮬레이션 결과

본문내용

는 npn형에 대해서 설명하기로 한다. 트랜지스터를 동작시키기 위해서는 C-B 접합에 역방향 전압을 가하고 E-B 접합에 순방향 전압을 가하는 것이 중요하다. 순방향 전압이 가해진 E-B접합에서는 이미터 쪽에서 많은 전자가 공핍 층을 넘어 확산 현상으로 베이스 층으로 유입된다. 유입된 전자의 일부분은 베이스 층의 다수 반송자인 정공과 재 결합하여 베이스 전류가 되지만, 대부분의 전자는 베이스 층이 얇기 때문에 확산하는 거리가 짧아 곧 C-B 접합에 도착한다. C-B 접합에 도착한 전자는 공핍층의 전기장에 끌려 컬렉터 층으로 들어가서 컬렉터 단자에 도착한다. 그러므로 이미터 전자는 베이스를 지나 컬렉터로 흐르고, 그 양은 B-E 접합의 순방향 전압 VBE에 의해 자유롭게 조절할 수 있다.
트랜지스터의 종류
접합형 트랜지스터(BJT, bi-polar junction transistor)
전계효과 트랜지스터(FET, Field effect transistor)
절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, Insulated gate bipolar transistor)
유적 발굴기 MOS 구조의 보조 양극 동작 FET(GTBT, Grounded-Trench-MOS Assisted Bipolar-mode Field Effect Transistor)
통합 접합형 트랜지스터(UJT, Uni-junction transistor)
프로그래밍가능 UJT(PUT, Programmable Uni-junction transistor)
포토 트랜지스터
정전 유도형 트랜지스터(SIT, Static induction transistor)
델링턴 트랜지스터
전력 양극 트랜지스터
트랜지스터의 구조
트랜지스터 구조는 다음과 같이 PNP 형태와 NPN 형태로 나눈다.
PNP형 트랜지스터
PNP 형태의 트랜지스터는 두 개의 P형 물질 사이에 N형 물질을 얇게 하여 붙인 후 각각의 물질에 단자를 붙여 놓은 것이다.
Fig.2 PNP형 트랜지스터의 구조
왼쪽의 P형 물질에 있는 단자를 이미터(Emitter) 라고 하며, 중간의 N형 물질에 있는 단자를 베이스(Base) 그리고 오른쪽 P형 물질에 있는 단자를 컬렉터(Collector) 라고 한다. 트랜지스터의 동작을 이해하기 위해 Fig.3와 같이 각각의 단자에 전압을 가해 보기로 하자. (BIASING)
Fig.3 PNP형 트랜지스터의 회로도
여기에서 E-B가 하나의 다이오드를 구성하고 있으며 C-B간에도 하나의 다이오드가 되는 것을 알 수 있다. E-B간은 낮은 저항 값을 갖도록 VEE로 Forward Bias하였고, C-B간은 높은 저항 값을 갖도록 VCC 로 Reverse Bias 되어 있다. 먼저 E-B간의 전류를 구성하는 주된 전기 소자는 "+" 전기를 가지고 있는 정공(Hole)으로서 만일 C가 없다면 전류는 앞의 다이오드에서 설명한 바와 같이 이미터로부터 베이스로 흐르게 될 것이다. 그러나 “-” 전원이 연결된 P형태의 컬렉터가 있기 때문에 정공의 흐름에 변화가 있게 된다. 즉, 소량의 정공만이 베이스의 전자와 결합하면서 베이스로 흐르고, 상당수의 정공은 “-”전기에 끌려 컬렉터 쪽으로 흐르게 된다. 결국 이미터의 정공이 컬렉터로 옮겨지면서 하나의 회로가 형성이 되고 이미터에서 베이스로 흐르는 전류는 극히 미약하며 이미터에서 컬렉터로 흐르는 전류가 주류를 이루게 된다. E-C 간의 전류의 양은 정공을 움직이는 VEE와 VCC의 합에 의하여 결정이 되는데 그 중 E-B간의 Forward Biasing전압이 E-C간의 전류를 결정하는데 주된 요인이 된다. 이는 VEE늘리면 컬렉터로 흐르는 전류가 많아지고, 줄이면 전류의 양이 적어지게 되므로 컬렉터로 흐르는 전류는 VEE의 조절에 의해 쉽게 전류의 양이 조절된다는 것이다.
BJT 의 구조
BJT의 단면적을 살펴 보면 Collector의 부피가 상당히 크게 되어 있는 반면 Emitter의 부피는 상대적으로 작다. 하지만 Emitter 쪽은 불순물 농도는 매우 높게 도핑이 되어 있다. Base의 폭은 수 마이크로미터 정도로 매우 얇게 도핑 되어 있다. 그렇기 때문에 Emitter에서 Collector 쪽으로 쉽게 끼워 넣을 수 있다. Collector 는 Emitter보다 농도가 작게 도핑 되어 실제 시판 되고 있다.
BJT 구조에서 Emitter와 Collector는 같은 물질의 반도체로 구성되어 있으나 그 부피나 농도는 다르게 제작 되어진다.
3. 시뮬레이션 결과

키워드

트랜지스터,   반도체,   npn,   pnp,   bjt,   fet,   MOSFET,   전자회로 실험