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전자공학 실험 - BJT의 특성과 바이어스회로
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BJT의 특성과 바이어스회로
1. 실험 목적
- 바이폴라 접합 트랜지스터의 직류 특성을 직류 등가 회로와 소신호 등가회로의 모델 파라미터들을 구한다. 그리고 바이어스 원리와 안정화를 학습하고, 전압 분할기 바이어스 회로에서 동작점의 변화에 대한 출력 파형의 변화를 실험으로 관측한다.
2. 실험 해설
- 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT:bipolar junction transistor)는 개별회로나 집접회로의 설계에 널리 사용되어 왔다. 고주파 아날로그회로나 고속 디지털 회로에는 여전히 우수한 전자소자로 이용되고 있다. [그림 1]은 npn 바이폴라 접합 트랜지스터의 간단한 구조를 나타낸다.
[그림 1] npn 바이폴라 접합 트랜지스터의 간단한 구조
A. BJT의 전기적 특성과 등가회로
- BJT의 기본 동작 원리는 베이스와 이미터 사이의 전류 EH는 전압으로 컬렉터 전류를 제어하는 종속 전류원으로 설명될 수 있다. 트랜지스터의 동작 영역은 두 접합들의 바이어스에 따라 [표 1]과 같이 차단,활성,포화영역으로 구별된다.
영역
이미터 접합
컬렉터 접합
차단
역방향
역방향
[ 0.5V
[ 0.5V
-
활성
순방향
역방향
0.7V
-
] 0.2V
포화
순방향
순방향
] 0.7V
-
[ 0.2V
[표 1] BJT의 동작 영역
- 베이스 폭 W가 전자의 확산길이 보다 충분히 작을경우에 컬렉터 전류는 다음과 같다.
- 베이스 전류는 컬렉터 전류에 비례하는 식으로 표현될 수 있다.
- 트랜지스터로 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같아야 하므로 이미터 전류는 컬렉터와 베이스 전류의 합과 같아야 한다.
- 이러한 간단한 동작원리로부터 접합 트랜지스터의 대신호 등가회로는 [그림 2]와 같이 구성된다.
[그림 2] npn BJT의 대신호 등가회로
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2014.09.26
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