[전자회로실험] BJT 기본특성

1 실험 개요
바이폴라 접합 트랜지스터는 N형과 P형 반도체를 샌드위치 모양으로 접합한 구조로, 이미터, 베이스, 컬렉터라고 하는 3개의 단자로 구성된다. 베이스 단자의 전류가 컬렉터 단자의 전류나 이미터 단자의 전류에서 증폭되는 특성을 가지므로, 증폭기로 사용될 수 있다. 이 실험에서는 BJT의 기본적인 동작 원리를 살펴보고, 전류-전압 특성 및 동작 영역을 실험을 통하여 확인한다. 또한 BJT의 전류 증폭도 및 출력 저항을 측정을 통하여 확인한다.

2 실험 기자재 및 부품
DC 파워 서플라이 / 디지털 멀티미터 / 오실로스코프 / 함수발생기 / Q2N4401 / 저항 / 커패시터

3 배경 이론
BJT는 p형과 n형 반도체 3개를 결합하여 만든 소자로서, 그 구성에 따라서 npn형과 pnp형으로 나뉜다. npn형 BJT의 이미터영역은 n형, 베이스영역은 p형, 컬렉터 영역은 n형으로 구성되어 있으며, pnp형 BJT의 이미터영역은 p형, 베이스영역은 n형, 컬렉터영역은 p형으로 구성되어 있다.

npn형 BJT는 베이스왿� 이미터, 베이스왿� 컬렉터 사이에 PN접합이 존재하므로, PN접합의 동작영역에 따라서 BJT의 동작영역이 결정된다. npn형 BJT의 동작영역을 정리한 것이다. EBJ는 베이스왿� 이미터 사이의 PN접합, CBJ는 컬렉터왿� 베이스 사이의 PN접합을 나타낸다.

동작영역
EBJ
CBJ
cutoff
역방향
역방향
active
순방향
역방향
reverse active
역방향
순방향
saturation
순방향
순방향

위왿�같이 능동 영역은 EBJ가 순방향 바이어스, CBJ가 역방향 바이어스 영역일 경우이고, 전류의 흐름은 아래왿� 같다. 그림 4-4는 BJT 내부의 캐리어 농도 분포를 보여주고 있다.

이미터로부터 주입된 전자는 EBJ를 지나면서 베이스영역의 홀과 재결합하면서 공핍영역을 형성하고, 베이스 영역에서의 소수 캐리어는 그림 4-4왿� 농도분포가 같다. 베이스영역에서 전자의 농도 분포에 의해서 확산전류가 흐르게 되고, CBJ에 역방향 바이어스가 인가되면 베이스 영역에서의 전자가 컬렉터로 이동하면서 컬렉터 전류 Ic를 형성하게 된다.