반도체 기초 Chapter 10 - 5. 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 콜렉터, 베이스, 에미터 전류

Chapter 10 - 5. 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 콜렉터, 베이스, 에미터 전류

 

 

에미터 전류

 

베이스/에미터 접합에 순방향 전압을 걸었을 때 에미터 전류 구성

- 에미터에서 베이스로 전자를 주입해서 콜렉터에 도달한 전류

- 베이스에서 에미터로 정공을 주입해서 에미터에 도달한 전류

- 에미터 공간전하 영역에서 전자와 정공끼리 재결합에 의한 전류

 

전류 크기 비교

 

에미터에서 베이스로 전자를 주입해서 콜렉터에 도달한 전류

∨

베이스에서 에미터로 정공을 주입해서 에미터에 도달한 전류

+

에미터 공간전하 영역에서 전자와 정공끼리 재결합에 의한 전류

 

 

에미터 전류는 베이스/에미터 접합에 인가된 순방향 전압에 비례한다.

 

 

베이스 전류

 

베이스/에미터 접합에 순방향 전압을 걸었을 때 베이스 전류 구성

- 베이스에서 에미터로 정공을 주입해서 에미터에 도달한 전류

- 베이스 공간전하 영역에서 전자와 정공끼리 재결합에 의한 전류

- 에미터에서 주입한 전자가 베이스 중성영역을 이동하는 동안 다수 캐리어인 정공과의 재결합에 의한 전류

 

콜렉터/베이스 접합에 역방향 전압을 걸었을 때 베이스 전류 구성

- 콜렉터 중성영역에서 소수 캐리어인 정공의 확산에 의한 역방향 누설 전류

- 콜렉터 공간전하 영역에서 열생성된 전자에 의한 전류

콜렉터/베이스 접합에 역방향 전압을 걸었을 때 발생한 전류는 매우 작아서 무시해도 된다.

 

 

콜렉터 전류

 

베이스/에미터 접합에 순방향 전압을 걸었을 때 콜렉터 전류 구성

- 에미터에서 베이스로 전자를 주입해서 콜렉터에 도달한 전류

 

콜렉터/베이스 접합에 역방향 전압을 걸었을 때 콜렉터 전류 구성

- 콜렉터 중성 영역에서 소수 캐리어인 정공의 확산에 의한 역방향 누설 전류

- 콜렉터 공간전하 영역에서 열생성된 전자에 의한 전류

 

전류 크기 비교

 

에미터에서 베이스로 전자를 주입해서 콜렉터에 도달한 전류

∨

콜렉터 중성 영역에서 소수 캐리어인 정공의 확산에 의한 역방향 누설 전류

+

콜렉터 공간전하 영역에서 열생성된 전자에 의한 전류

 

 

콜렉터 전류는 베이스/에미터 접합에 인가된 순방향 전압에 비례한다.

(베이스의 길이에 따라 콜렉터 전류가 변화하기도 한다.)

 

 

콜렉터/에미터 양단 사이의 전압(V_CE) 세기에 따른 상태 변화

1) 콜렉터/에미터 양단 사이의 전압(V_CE) > 0

순방향 능동 상태가 되며 증폭기로 동작한다. 콜렉터 전류는 콜렉터 전압과 관계없이 일정한 값을 갖는다.

 

2) 0 < 콜렉터/에미터 양단 사이의 전압(V_CE) < V_CE,sat

포화 상태가 되며 콜렉터 전류는 증가한다.

 

3) 콜렉터/에미터 양단 사이의 전압(V_CE) = 0

베이스 중성 영역 내의 과잉 전자의 농도 변화가 없으므로 콜렉터 전류는 흐르지 않는다.

 

 

 

요약

 

에미터 전류는 주로 에미터에서 베이스로 전자를 주입하는 과정에서 발생하며, 순방향 전압에 비례한다.

베이스 전류는 정공이 에미터로 주입되거나, 에미터에서 주입된 전자와 정공의 재결합에 의해 발생한다.

콜렉터 전류는 에미터에서 주입된 전자가 콜렉터로 이동하는 과정에서 발생하며, 콜렉터와 베이스 간의 역방향 전압에도 영향을 받는다.

콜렉터/에미터 간의 전압(V_CE)이 양수인 경우 증폭기로 동작하며, V_CE에 따라 상태가 변화한다.