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'''트랜지스터'''(Transistor)는 증폭작용이나 스위칭 동작에 사용되는 [[반도체]] 소자다. 월터 브래튼, 존 바딘, 윌리엄 쇼클리가 벨 연구소에서 [[1947년]]에 발명하였고, 그 공로로 세 명은 1956년에 [[노벨 물리학상]]을 수상했다. | |||
[[파일:First transistor.jpg|섬네일|250px|최초의 BJT, 초기 트랜지스터에는 [[규소]]가 아닌 [[저마늄]]이 사용되었다.]] | |||
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BJT는 이미터(Emitter), 베이스(Base), 컬렉터(Collector)로 구성되어있다. 각각 E,B,C로 간략히 표현한다. | |||
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실제로 오른쪽 그림에서는 이미터의 n과 컬렉터의 n은 같은 n 타입으로 보이지만, 도핑 농도가 다르다. | |||
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[[파일:BJT simple circuit.JPG|섬네일|오른쪽|BJT를 이용한 공통 이미터 증폭기 회로<ref>베이스 쪽의 전류는 0.013mA인데, 컬렉터 쪽의 전류는 1.86mA이다. 약 140배 차이.</ref>]] | |||
베이스-이미터에 전압 V<sub>BE</sub>을 걸고, 컬렉터-이미터에 전압 V<sub>CE</sub>을 건다. (단, V<sub>BE</sub> < V<sub>CE</sub> 이고, 적절히 조절해야한다.) 그러면 베이스, 컬렉터 쪽에서 이미터 쪽으로 전류가 흐른다. | |||
그런데, 베이스의 전류를 조절함으로써 컬렉터에 흐르는 전류를 조절할 수 있다. 그리고 활성영역 (Active mode, 트랜지스터가 증폭기 역할을 하는 영역)에서는 베이스의 전류보다 컬렉터의 전류가 수십~수백배 크기 때문에,<ref>β로 표현하며, 일반적으로 활성영역에서 50~200 사이의 값을 가진다. 특수한 트랜지스터는 β값이 1000 근처의 값을 가지기도 한다.</ref> '''작은 전류로 큰 전류를 제어'''할 수 있고, 이걸 이용하면 작은 신호의 증폭이 가능하다. | |||
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{{참고|절연 게이트 양극성 트랜지스터}} | |||
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트랜지스터의 원리를 배우기 위해서는 '반도체 공학' 서적을 사야하고, 트랜지스터가 들어간 회로의 해석을 배우기 위해서는 시판되는 [[회로이론]] 책이 아닌, 전자회로 (Sedra Smith<ref>{{ISBN|9788964210819}}</ref> 같은) 서적을 사야한다. 회로이론쪽은 RLC회로, AC 회로, 라플라스/푸리에 변환을 다룬다. | |||
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2023년 9월 7일 (목) 00:58 기준 최신판
비디오 게임에 관한 내용은 트랜지스터 (게임) 문서를 읽어 주세요.트랜지스터(Transistor)는 증폭작용이나 스위칭 동작에 사용되는 반도체 소자다. 월터 브래튼, 존 바딘, 윌리엄 쇼클리가 벨 연구소에서 1947년에 발명하였고, 그 공로로 세 명은 1956년에 노벨 물리학상을 수상했다.
종류[편집 | 원본 편집]
- 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)
- 전계효과 트랜지스터 (Field Effect Transistor, FET)
- 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET)
원리[편집 | 원본 편집]
BJT[편집 | 원본 편집]
_Cross-section.svg)
BJT는 이미터(Emitter), 베이스(Base), 컬렉터(Collector)로 구성되어있다. 각각 E,B,C로 간략히 표현한다.
npn 트랜지스터를 예시로 설명하면, 베이스-이미터에 정방향 전압 VBE을 건다. 그러면 이미터에 있는 전자가 베이스쪽으로 이동한다. [1] 그리고 컬렉터-이미터에 역방향 전압 VCE을 건다.
일반적인 PN 접합 다이오드에서는 역방향으로 전압을 걸면 전자가 이동하지 못하지만, BJT에서는 주입된 전자 (Injected electrons)가 베이스를 통과하여 컬렉터 쪽으로 흐를수 있으므로 컬렉터 → 베이스 쪽으로 전류 IC가 흐르게 된다.
실제로 오른쪽 그림에서는 이미터의 n과 컬렉터의 n은 같은 n 타입으로 보이지만, 도핑 농도가 다르다.
쉬운 설명[편집 | 원본 편집]
베이스-이미터에 전압 VBE을 걸고, 컬렉터-이미터에 전압 VCE을 건다. (단, VBE < VCE 이고, 적절히 조절해야한다.) 그러면 베이스, 컬렉터 쪽에서 이미터 쪽으로 전류가 흐른다.
그런데, 베이스의 전류를 조절함으로써 컬렉터에 흐르는 전류를 조절할 수 있다. 그리고 활성영역 (Active mode, 트랜지스터가 증폭기 역할을 하는 영역)에서는 베이스의 전류보다 컬렉터의 전류가 수십~수백배 크기 때문에,[3] 작은 전류로 큰 전류를 제어할 수 있고, 이걸 이용하면 작은 신호의 증폭이 가능하다.
JFET[편집 | 원본 편집]
이와 관련한 내용은 JFET에서 볼 수 있습니다.MOSFET[편집 | 원본 편집]
이와 관련한 내용은 MOSFET에서 볼 수 있습니다.절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT)[편집 | 원본 편집]
이와 관련한 내용은 절연 게이트 양극성 트랜지스터에서 볼 수 있습니다.기타[편집 | 원본 편집]
트랜지스터의 원리를 배우기 위해서는 '반도체 공학' 서적을 사야하고, 트랜지스터가 들어간 회로의 해석을 배우기 위해서는 시판되는 회로이론 책이 아닌, 전자회로 (Sedra Smith[4] 같은) 서적을 사야한다. 회로이론쪽은 RLC회로, AC 회로, 라플라스/푸리에 변환을 다룬다.