트랜지스터의 개요

트랜지스터는 기본적으로는 전류를 증폭할 수 있는 부품이다.

아날로그 회로에서는 매우 많은 종류의 트랜지스터가 사용되지만, 디지털 회로에서는 그다지 많은 종류는 사용하지 않는다.

디지털 회로에서는 ON 아니면 OFF의 2가지 신호를 취급하기 때문에 트랜지스터의 증폭 특성에 대한 차이는 별로 문제가 되지 않는다. 회로 기능은 대부분이 IC로 처리하는 경우가 많다. 디지털 회로에서 트랜지스터를 사용하는 경우는 릴레이라고 하는 전자석 스위치를 동작시킬 때(릴레이는 구동전류를 많이 필요로 하기 때문에 IC만으로는 감당하기 어려운 경우가 있다)나, 발광 다이오드를 제어하는 경우 등이다.

회로 기호는 PNP 타입은 , NPN 타입은 으로 표시한다.

트랜지스터는 반도체의 조합에 따라 크게 PNP 타입과 NPN 타입이 있다.

그리고, 트랜지스터는 용도와 상기의 타입에 따라 다음과 같은 명칭이 붙여진다.

2SA×××        PNP 타입의 고주파용

2SB×××        PNP 타입의 저주파용

2SC×××        NPN 타입의 고주파용

2SD×××        NPN 타입의 저주파용

PNP 타입과 NPN 타입에서는 전류의 방향이 다르다.

마이너스 전압측을 접지로, 플러스 전압측을 전원으로 하는 회로의 경우, NPN 타입 쪽이 사용하기 쉽다.

트랜지스터의 외관

트랜지스터의 외관은 여러 가지가 있지만, 여기서는 가장 일반적인 두 종류만 실었다.

사진1에서 좌측의 트랜지스터는 2SC1815이라는 것으로, 디지털 회로에서 흔히 사용한다.

여러 용도에 사용할 수 있으므로 몇 개씩 낱개로 구입하기보다는 200개가 들어 있는 팩으

로 구입하면 경제적이다. 사진1에서 우측의 트랜지스터는 2SD880으로, 큰 전류를 취급하

려는 경우에 사용한다.

       사진 1

                                 전기적 특성은 각각 아래와 같다.

V_CEO :

베이스(B)를 오픈했을 때에 컬렉터(C)와 이미터(E)에 걸리는 최대전압.(단순히 V_CE로 표시하는 경우도 있다)

I_C :

최대 컬렉터(C) 전류.

P_C :

주위온도(Ta)=25℃에서 연속해서 소비시킬 수 있는 최대 컬렉터(C) 손실(방열기 없음)

h_FE :

이미터(E) 접지에서의 직류에 대한 전류증폭률(I_C÷I_B).

f_T :

주파수를 높여가면 증폭 능력이 저하하는데, 베이스 전류(I_B)와 컬렉터 전류(I_C)가 같아지는 주파수.

[직류증폭을 할 수 없게 되는 주파수(트랜지션 주파수)]

트랜지스터의 리드

트랜지스터의 종류에 따라 리드의 내용이 다르기 때문에 매뉴얼 등을 참조하여 확인할 필요가 있다.

2SC1815의 경우

품명이 인쇄되어 있는 평평한 면을 바라 보았을 때,

오른쪽 리드가 베이스

중앙의 리드가 컬렉터

왼쪽의 리드가 이미터

이다.

       사진 2

2SD880의 경우

품명이 인쇄되어 있는 면을 바라 보았을 때,

오른쪽 리드가 이미터

중앙의 리드가 컬렉터

왼쪽의 리드가 베이스

이며, 2SC1815와는 반대이다. 

       사진 3

■ 트랜지스터의 동작 설명

1. 베이스는 수도벨브 이미터는 수도배관 콜렉터는 수도꼭지

트랜지스터의 기능을 수도에 비유해 보면 이해가 쉽습니다. 트랜지스터에는 3개의 핀이 있습니다. 각각 이미터와 베이스 그리고 콜렉터라고 하며 베이스는 수도의 벨브 콜렉터는 수도꼭지 그리고 이미터는 수도배괸에 비유할수있습니다. 수도벨브를 작은힘(베이스의 입력신호)으로 콘트롤 하여수도꼭지에서 많은 물이 나오며 물의 양(콜렉터 흐르는 전류)을 조절한다

고 생각하면 이해하면 정확합니다

2. 증폭원리의 상세한 설명

좀 더 자세하게 트랜지스터의 증폭 원리를 그림 1 및 그림 2를 사용해 설명합니다.

입력 전압 e와 바이어스 전압 E1에 의하여 만들어지는 베이스-이미터간 전압

(VBE)에 비례한 전류(IB)의 hfe(※1)배의 전류(IC)가 콜렉터에 흐르게 되는 것입니다.

콜렉터 전류 IC가 저항 RL을 흐르므로서 그에 해당하는 전압(IC * RL)이 저항 RL의 양단에 나타납니다. 결국 입력 전압 e가 IC*RL 이라는 전압으로 변환(증폭)되어 출력으로 나타나므로서 입력심호를 증폭하게 되는것입니다.

  (※1) hfe：트랜지스터의 직류 전류 증폭율