반도체 기초 Chapter 10 - 1. 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 전류-전압 특성

Chapter 10 - 1. 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 전류-전압 특성

 

2단자 소자(반도체 접합 소자)의 전기적 특성

반도체 접합 한 개 사용한 소자. 전기 전도도와 저항을 설정할 수 있다. 불순물의 종류와 농도나 반도체의 기하학적 구조에 따라 전기적 특성이 달라진다.

 

3단자 소자(트랜지스터 transistor)의 전기적 특성 

반도체 접합을 여러 개 이어 붙인 소자. 신호의 증폭이 가능하다. 작은 전압을 인가하더라도 전류를 증폭해서 출력할 수 있다.

 

트랜지스터의 종류

- 바이폴라 트랜지스터 (Bipolar Junction Transistor, BJT)

전기적 특성을 결정하는 캐리어가 전자와 정공(바이폴라 bipolar)인 소자

 

- 전계효과 트랜지스터 (Field Effect Transistor, FET)

전기적 특성을 결정하는 캐리어가 전자 또는 정공(바이폴라 bipolar)인 소자

 

바이폴라 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)는 두 개의 pn 접합 다이오드가 붙어있고 서로 연관되어 동작한다.

- 역방향 전압이 인가되어 전계에 의해 캐리어를 수집하는 pn 접합

- 순방향 전압이 인가되어 그 세기에 따라 캐리어 양을 조절하는 pn 접합

 

바이폴라 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT) 특성은 소수 캐리어의 특성과 같다. 중성영역에서의 소수 캐리어 확산이 전류에 영향을 미치기 때문이다. 예를 들면 소수 캐리어의 평균 수명, 확산 길이 등에 영향을 받는다.

 

 

• 바이폴라 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT) 이해하기 위해 pn 접합 다이오드 전기적 특성 다시 보기

pn 접합 다이오드에 순방향 전압이 인가되었을 때

순방향 전류를 이루는 과정

1) 공간전하 영역의 에너지 장벽이 낮아진다.

2) 캐리어가 에너지 장벽을 넘어갈 수 있고 반대 영역으로 확산되어 전류를 형성한다.

    (p형 영역의 과잉 소수 캐리어인 전자는 n형 영역으로, n형 영역의 과잉 소수 캐리어인 정공은 p형 영역으로 이동한다.)

 

pn 접합 다이오드에 역방향 전압이 인가되었을 때

역방향 전류를 이루는 성분

1) 중성 영역 내의 소수 캐리어의 확산에 의해 형성된 전류. 역방향 전압 관련 X

2) 공간전하 영역에서 열생성된 전자-정공 켤레의 열생성에 따른 드리프트 전류. 역방향 전압 관련

 

역방향 전류가 증가하는 경우

- 에너지 밴드갭이 작을수록 

- 온도가 높을수록

- 공간전하 영역의 폭이 클수록

 

 

 

요약

트랜지스터는 pn접합 다이오드를 두 개 붙인 3단자 소자이다.

트랜지스터의 동작 원리를 이해하기 위해 pn 접합 다이오드에 역방향 전압 및 순방향 전압이 인가되었을 때를 다시 다뤘다.