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실험 9. 바이폴라 접합 트랜지스터 기초 실험
1. 실험목적 1) Bipolar junction trasistor(BJT) 소자를 이해한다. 2) 트랜지스터를 다루는 방법 및 측정 기법을 고찰한다. 3) 트랜지스터 Base-Emitter 접합의 순방향(forward) 및 역방향(reverse) 바이어스에 따르는 동작 원 리를 조사한다. 2. 실험 이론 1) 바이폴라 트랜지스터 소자 확인 및 측정 방법 (1) 세 개의 단자를 가진 소자 두 개의 단자(P-N)를 가진 다이오드와는 달리 트랜지스터는 Base, Emitter, collector의 세 개의 단자를 갖는다. ‘Bipolar’가 붙는 이유는 트랜지스터가 전자 및 정공을 통해 전류의 흐름을 결정하기 때문이다. 일반적인 트랜지스터는 실리콘(Si)로 만들어진다. 실리콘은 더 넓은 동작 온도영역을 갖고, 더 작은 reverse-bias leakage current를 갖기 때문이다. 트랜지스터는 전력 소모 능력에 따라 저전력, 중전력, 대전력 용으로 구분된다. 대전력 트랜지스터는 동작시 발열이 발생하므로, 금속판(heat sink) 위에 고정하여 사용하고, 금속판을 통해 트랜지스터의 열을 주변으로 발산한다.
그림 1 (2) 접합 트랜지스터(junction transistor) Bipolar junction transistor에는 NPN 및 PNP 접합이 있다. 그림 1의 (b)를 통해 각 PNP, NPN 트랜지스터의 기호를 확인할 수 있다. 또한, (a)를 통해 Base 기준 양단으로 Emitter, Collector가 존재함을 확인할 수 있다. 실제 Base 영역은 10~999정도의 매우 얇은 두께를 갖는다. PNP 트랜지스터에서는 전류의 흐름이 대부분 정공(Hole)에 의해 결정되며, NPN 트랜지스터는 전자들의 흐름에 의해 결정된다.
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(3) 트랜지스터 사용 트랜지스터는 매우 작으므로, 소형 장비를 통해 다뤄야 한다. 또한, 열 및 과전류를 통해…(생략)
그림 2 NPN 트랜지스터의 Bias 방법 Emitter로부터 넘어오는 전자로 인해 아주 작은 Emitter-Base 전류가 공급되며, Emitter-Collector 전류는 이에 비해 매우 크기 때문에, 작은 Emitter-Base 전류의 변화가 큰 Emitter-Collector 전류를 만들어낸다. 즉, 전자의 흐름은 아래의 그림 3과 같다.
그림 3 NPN 트랜지스터 전자 흐름도 그림에서 는 아주 작은
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