전력 전자-BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor)는 두 개의 반도체에 의해 만들어진 접점에 따라 작동이 달라지는 트랜지스터입니다. 스위치, 증폭기 또는 발진기 역할을 할 수 있습니다. 작동에는 두 가지 유형의 전하 캐리어 (정공과 전자)가 필요하기 때문에 바이폴라 트랜지스터라고합니다. 홀은 P 형 반도체에서 지배적 인 전하 캐리어를 구성하는 반면 전자는 N 형 반도체에서 주요 전하 운반자입니다.
BJT의 상징
BJT의 구조
BJT에는 두 개의 PN 접합이 연속적으로 연결되고 공통 영역 B (베이스)를 공유합니다. 이렇게하면베이스, 컬렉터 및 이미 터 인 모든 영역에서 접촉이 이루어집니다. PNP 바이폴라 트랜지스터의 구조는 다음과 같습니다.
위에 표시된 BJT는 연속적으로 연결된 두 개의 다이오드로 구성되어 준 중성 (quasi-neutral)이라는 영역이 고갈됩니다. 이미 터,베이스 및 수집기의 준 중립 폭은 위에 W E ', W B '및 W C '로 표시됩니다. 그들은 다음과 같이 얻습니다-
$$ W_ {E} ^ { '} = W_ {E} -X_ {n, BE} $$ $$ W_ {B} ^ {'} = W_ {B} -X_ {p, BE} -X_ {p , BC} $$ $$ W_ {C} ^ { '} = W_ {C} -X_ {n, BC} $$이미 터,베이스 및 컬렉터의 전류 기호는 각각 I E , I B 및 I C로 표시 됩니다. 따라서 컬렉터 및베이스 전류는 양의 전류가 컬렉터 또는베이스 접점을 만날 때 양의 값입니다. 또한 전류가 이미 터 접점을 떠날 때 이미 터 전류는 양수입니다. 그러므로,
$$ I_ {E} = I_ {B} + I_ {C} $$컬렉터 및 이미 터에 대해베이스 접점에 양의 전압이 가해지면베이스 컬렉터 전압과베이스 이미 터 전압이 양이됩니다.
단순화를 위해 V CE 는 0으로 가정합니다.
전자의 확산은 이미 터에서베이스로 발생하는 반면 정공의 확산은베이스에서 이미 터로 발생합니다. 전자가베이스 컬렉터 고갈 영역에 도달하면 전기장에 의해 영역을 휩쓸어갑니다. 이 전자는 콜렉터 전류를 형성합니다.
BJT가 순방향 활성 모드에서 바이어스되면 총 이미 터 전류는 전자 확산 전류 ( I E, n ), 정공 확산 전류 ( I E, p ) 및 베이스 이미 터 전류를 추가 하여 얻습니다.
$$ I_ {E} = I_ {E, n} + I_ {E, p} + I_ {r, d} $$총 콜렉터 전류는 전자 확산 전류 ( I E, n )에서 기본 재결합 전류 ( I r, B )를 뺀 값 입니다.
$$ I_ {C} = I_ {E, n} -I_ {r, B} $$베이스 전류 I B 의 합은 정공 확산 전류 ( I E, p ),베이스 재결합 전류 ( I r, B ) 및 공 핍층의베이스 이미 터 재결합 전류 ( I r, d ) 를 더하여 얻습니다 .
$$ I_ {B} = I_ {E, p} + I_ {r, B} + I_ {r, d} $$운송 계수
이것은 콜렉터 전류와 이미 터 전류의 비율로 제공됩니다.
$$ \ alpha = \ frac {I_ {C}} {I_ {E}} $$Kirchhoff의 현재 법칙을 적용하면 기본 전류가 이미 터 전류와 콜렉터 전류의 차이에 의해 제공된다는 것을 알 수 있습니다.
현재 이득
이것은베이스 전류에 대한 콜렉터 전류의 비율로 제공됩니다.
$$ \ beta = \ frac {I_ {C}} {I_ {B}} = \ frac {\ alpha} {1- \ alpha} $$위는 BJT가 전류 증폭을 생성하는 방법을 설명합니다. 컬렉터 전류가 이미 터 전류와 거의 동일하면 전송 계수 (α)가 1에 가까워집니다. 따라서 전류 이득 (β)은 1보다 커집니다.
추가 분석을 위해 전송 계수 (α)는 에미 터 효율 (γ E ), 기본 전송 계수 (α T ) 및 공 핍층의 재결합 계수 (δ r ) 의 곱으로 다시 작성됩니다 . 다음과 같이 재 작성됩니다-
$$ \ alpha = \ 감마 _ {E} \ times \ alpha _ {T} \ times \ delta _ {r} $$다음은 논의 된 이미 터 효율, 기본 전송 계수 및 공 핍층 재결합 계수에 대한 요약입니다.