실험 4 : PNP 트랜지스터 (Transister)

【 이론 】

pnp트랜지스터는 그림 5-10(a)와 같이 두 개의 p형 물질과 n형 물질로서 구성되어 있다. p형 물질의 한 영역을 콜렉터(collector), 그리고 또 다른 p영역은 에미터(emitter), 중앙에 있는 n형 영역은 베이스(base)라고 부른다. 그림 5-10(b)는 그 기호를 나타낸 것이다.

그림 5-11은 베이스-에미터 접합이 순방향바이어스 되고, 베이스-콜렉터 접합이 역방향바이어스 된 pnp트랜지스터 회로를 보여주고 있다. 저항은 회로에서 전류의 흐름을 제한하기 위한 것이다. 직류 에미터 전류

$$ I_E

는 2.7V에서 0.7(실리콘의 경우)의

$$ V_EB

를 빼고, 이것을

$$ R_E

로 나눔으로써

$$ 2V / rm 1k OMEGA it = 2mA

가 된다. 그림 5-11과 같이 결선된 트랜지스터를 공통베이스(common base ; CB)형이라고 부르며, 이는 베이스가 회로의 양측에 모두 공통으로 되어있기 때문이다. CB회로에 대한 특성곡선을 그림 5-12에 나타내었다. 곡선은 인가된

$$ V_CB

와 콜렉터 전류와의 관계를 입력 에미터 전류의 여러값에 대하여 나타낸 것이다. 이들 곡선에서 2mA의 에미터 전류와 10V의 베이스-콜렉터접합 역바이어스 전압으로부터 1.8mA의 콜렉터 전류가 결정된다.

CB회로에서 콜렉터와 에미터 전류 사이에는 중요한 관계가 존재한다. 콜렉터 전류는 출력전류이고, 에미터 전류는 입력전류이므로

$$ I_C / I_E

를 직류 CB순방향 전류이득이라고 부르며, 기호는

$$ alpha

또는

$$ h_FB

로 나타낸다. 여기에서는 순방향 전류이득을

$$ h_FB

로 표시할 것이다.

그림 5-11의 회로에서

$$ h_FB

는 1.8mA/2.0mA, 즉 0.9가 된다.

$$ h_FB

의 대표적인 값은 0.9로부터 0.99정도의 범위를 가지며, 항상 1미만이 된다.

그림 5-11의 회로에서 입력측(에미터)에 교류신호가 인가되었다면, CB순방향 전류이득의 교류값

$$ h_fb

는 중요한 의미를 갖는다(교류에 대해서는

$$ h_fb

와 같이 소문자첨자로 표시함을 유의하라). 전류이득은 다음과 같이 정의된다.

그림 5-13은

$$ 2mA_P-P~

의 교류입력전류에 대한 그림 5-11의 CB회로를 보인 것이다.

$$ 2mA_P-P~

전류는 특정한 직류바이어스 레벨 근처에서 변하는 에미터전류에 기인한 것이다. 이러한 바이어스레벨(이 경우 2mA)을 정 동작전류 (quiescent current)라고 부르며, 보통 줄여서 Q점(Q-point)이라고 한다. 그림 5-12에 이것을 나타냈으며, 여기서 에미터 전류는 2mA의 정동작전류 근처인 3mA와 1mA(그림 5-12의 A 및 B점)에서 변한다. 교류전류이득

$$ (h_fb )

은 그림 5-12의 곡선으로부터 다음과 같이 계산된다.

이 경우

$$ h_fb

는 그림 5-12의 A점과 Q점 사이에서 계산되지만, B점과 Q점 사이에서 계산된 값과 같게 된다. 이 경우에 직류와 교류전류이득은 같음에 유의하라. 실제의 문제에 있어서 보통 두 값은 정확하게 같지는 않다. CB회로에서는 전류이득이 1보다 조금 작은 값으로 주어지나, 상당히 큰 전압이득을 얻을 수 있다.