트랜지스터는 1947 년 Bell Lab에서 William Shockley, John Bardeen 및 Walter Houser Brattain이 발명 한 반도체 장치입니다. 모든 디지털 구성 요소의 기본 구성 요소입니다. 발명 된 최초의 트랜지스터는 점 접촉 트랜지스터 . 의 주요 기능 트랜지스터 약한 신호를 증폭하고 그에 따라 조절하는 것입니다. 트랜지스터는 실리콘이나 게르마늄 또는 갈륨 – 비소와 같은 반도체 재료를 손상시킵니다. 구조에 따라 BJT- 바이폴라 접합 트랜지스터 (접합 트랜지스터, NPN 트랜지스터, PNP 트랜지스터와 같은 트랜지스터)와 FET- 전계 효과 트랜지스터 (접합 기능 트랜지스터 및 금속 산화물 트랜지스터와 같은 트랜지스터, N- 채널 MOSFET의 두 가지 유형으로 분류됩니다. , P 채널 MOSFET) 및 기능 (소 신호 트랜지스터, 소형 스위칭 트랜지스터, 전력 트랜지스터, 고주파 트랜지스터, 포토 트랜지스터, Unijunction 트랜지스터 등)이 있습니다. 이미 터 (E),베이스 (B) 및 수집기 (C)의 세 가지 주요 부분 또는 소스 (S), 드레인 (D) 및 게이트 (G)로 구성됩니다.

전력 트랜지스터는 무엇입니까?

고전류 (정격 전압)를 제어하고 장치 또는 회로에서 많은 수의 전력 레벨을 처리하도록 특별히 설계된 3 단자 장치는 전력 트랜지스터입니다. 그만큼 파워 트랜지스터의 분류 다음을 포함하십시오.

바이폴라 접합 트랜지스터

BJT는 바이폴라 접합 트랜지스터로 두 가지를 처리 할 수 있습니다. 극성 (정공 및 전자), 스위치 또는 증폭기로 사용할 수 있으며 전류 제어 장치라고도합니다. 다음은 a의 특성입니다 파워 BJT , 그들은

크기가 더 크므로 최대 전류가 흐를 수 있습니다.
항복 전압이 높습니다.
더 높은 전류 전달 및 고전력 처리 기능이 있습니다.
온 상태 전압 강하가 더 높습니다.
고전력 애플리케이션.

MOS- 금속-산화물-반도체-전계 효과-트랜지스터-(MOSFET) -FET

MOSFET은 FET 트랜지스터의 하위 분류이며 소스,베이스 및 드레인 단자를 포함하는 3 단자 장치입니다. MOSFET 기능은 채널의 폭에 따라 다릅니다. 즉, 채널 폭이 넓 으면 효율적으로 작동합니다. 다음은 MOSFET의 특성입니다.

전압 컨트롤러라고도합니다.
입력 전류가 필요하지 않습니다.
높은 입력 임피던스.

정적 유도 트랜지스터

세 개의 단자가있는 장치로, 수직 방향으로 높은 전력과 주파수를 사용합니다. 정적 유도 트랜지스터의 주요 장점은 FET 전계 효과 트랜지스터에 비해 전압 항복이 더 높다는 것입니다. 다음은 정적 유도 트랜지스터의 특성입니다.

정적 유도 트랜지스터

채널의 길이가 짧습니다.
소음이 적다
켜고 끄는 것은 몇 초입니다
종단 저항이 낮습니다.

절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT)

이름에서 알 수 있듯이 IGBT는 기능이 게이트를 기반으로하는 FET 및 BJT 트랜지스터의 조합으로, 트랜지스터는 게이트에 따라 켜지거나 꺼질 수 있습니다. 그들은 일반적으로 인버터, 컨버터 및 전원 공급 장치와 같은 전력 전자 장치에 적용됩니다. 다음은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)의 특성입니다.

절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)

회로 입력에서 손실이 적습니다.
더 높은 전력 이득.

전력 트랜지스터의 구조

파워 트랜지스터 BJT는 교차하는 P 및 N- 타입 층이 함께 연결된 넓은 단면적을 갖는 수직 배향 장치입니다. 사용하여 설계 할 수 있습니다. P-N-P 또는 N-P-N 트랜지스터.

pnp 및 npn 트랜지스터

다음 구조는 P-N-P 유형을 보여 주며, 이미 터,베이스 및 수집기 3 개의 단자로 구성됩니다. 에미 터 단자가 고도로 도핑 된 n 형 층에 연결되고, 그 아래에는 1016cm-3 농도의 적당히 도핑 된 p- 층이 있고, 1014cm-3 농도의 저농도로 도핑 된 n- 층은 다음과 같이 명명됩니다. 컬렉터 드리프트 영역은 컬렉터 드리프트 영역이 소자의 브레이크 오버 전압을 결정하고 하단에는 1019cm-3 농도의 고도로 도핑 된 n 형 층인 n + 층이 있습니다. 사용자 인터페이스.

NPN 전력 트랜지스터 구성

전력 트랜지스터의 작동

Power Transistor BJT는 네 가지 작동 영역에서 작동합니다.

컷오프 영역
활성 지역
준 포화 영역
단단한 포화 영역.

n-p-n 파워 트랜지스터가 반대로 연결되면 파워 트랜지스터가 차단 모드에 있다고합니다. 편견 어디

사례 (i) : 트랜지스터의 기본 단자는 음극에 연결되고 트랜지스터의 이미 터 단자는 양극에 연결됩니다.

사례 (들) : 트랜지스터의 컬렉터 단자는 음극에 연결되고 트랜지스터의베이스 단자는베이스 이미 터인 양극에 연결되고 컬렉터 방출기는 역 바이어스에 있습니다.

차단 영역 전력 트랜지스터

따라서 IBE = 0 인 트랜지스터의베이스에는 출력 전류가 흐르지 않을 것이며, IC = IB = 0이기 때문에 컬렉터를 통해 이미 터로 흐르는 출력 전류가 없습니다. 지역을 차단하십시오. 그러나 누설 전류의 일부가 트랜지스터를 콜렉터에서 이미 터, 즉 ICEO로 던집니다.

트랜지스터는베이스 이미 터 영역이 순방향 바이어스이고 콜렉터베이스 영역이 역방향 바이어스 일 때만 비활성 상태라고합니다. 따라서 트랜지스터의베이스에는 전류 IB의 흐름이 있고 트랜지스터의 에미 터로의 콜렉터를 통한 전류 IC의 흐름이 있습니다. IB가 증가하면 IC도 증가합니다.

활성 영역의 전력 트랜지스터

베이스 이미 터와 컬렉터베이스가 포워딩 바이어스로 연결되면 트랜지스터는 준 포화 단계에 있다고합니다. 베이스 이미 터와 컬렉터베이스가 포워딩 바이어스로 연결되면 트랜지스터는 하드 포화 상태라고합니다.

전력 트랜지스터의 포화 영역

전력 트랜지스터의 V-I 출력 특성

출력 특성은 아래와 같이 그래픽으로 보정 할 수 있습니다. 여기서 x 축은 VCE를 나타내고 y 축은 IC를 나타냅니다.

출력 특성

아래 그래프는 차단 영역, 활성 영역, 하드 포화 영역, 준 포화 영역과 같은 다양한 영역을 나타냅니다.
VBE의 다른 값에 대해 다른 현재 값 IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6이 있습니다.
전류 흐름이 없을 때마다 트랜지스터가 꺼져 있음을 의미합니다. 그러나 ICEO 인 전류 흐름은 거의 없습니다.
증가 된 IB 값 = 0, 1,2, 3, 4, 5입니다. 여기서 IB0은 최소값이고 IB6은 최대 값입니다. VCE가 증가하면 ICE도 약간 증가합니다. 여기서 IC = ßIB이므로 장치를 전류 제어 장치라고합니다. 이는 장치가 특정 기간 동안 존재하는 활성 영역에 있음을 의미합니다.
IC가 최대 값에 도달하면 트랜지스터가 포화 영역으로 전환됩니다.
두 개의 포화 영역 준 포화 영역과 하드 포화 영역이있는 경우.
트랜지스터는 켜짐에서 꺼짐으로 또는 꺼짐에서 켜짐으로의 스위칭 속도가 빠르면 준 포화 영역에 있다고합니다. 이러한 유형의 포화는 중간 주파수 응용 프로그램에서 관찰됩니다.
하드 포화 영역에서 트랜지스터는 온에서 오프로 또는 오프에서 온 상태로 전환하는 데 일정 시간이 필요합니다. 이러한 유형의 포화는 저주파 응용 분야에서 관찰됩니다.

장점

Power BJT의 장점은 다음과 같습니다.

전압 이득이 높다
전류 밀도가 높습니다.
순방향 전압이 낮습니다.
대역폭 이득이 큽니다.

단점

Power BJT의 단점은

열 안정성이 낮음
시끄럽다
제어는 약간 복잡합니다.

응용

Power BJT의 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

스위치 모드 전원 공급 장치 ( SMPS )
릴레이
전력 증폭기
DC-AC 컨버터
전력 제어 회로.

자주 묻는 질문

1). 트랜지스터와 파워 트랜지스터의 차이점은 무엇입니까?

트랜지스터는 3 단자 또는 4 단자 전자 장치로, 트랜지스터의 한 쌍의 단자에 입력 전류를 가하면 해당 트랜지스터의 다른 단자에서 전류의 변화를 관찰 할 수 있습니다. 트랜지스터는 스위치 또는 증폭기처럼 작동합니다.

전력 트랜지스터는 방열판처럼 작동하여 회로를 손상으로부터 보호합니다. 일반 트랜지스터보다 크기가 큽니다.

2). 트랜지스터의 어느 영역이 켜짐에서 꺼짐으로 또는 꺼짐에서 켜짐으로 빠르게 전환합니까?

준 포화 상태 일 때 전력 트랜지스터는 켜짐에서 꺼짐으로 또는 꺼짐에서 켜짐으로 빠르게 전환됩니다.

삼). NPN 또는 PNP 트랜지스터의 N은 무엇을 의미합니까?

NPN 및 PNP 유형 트랜지스터의 N은 사용되는 전하 캐리어의 유형을 나타내며, N 유형에서는 대부분의 전하 캐리어가 전자입니다. 따라서 NPN에서는 두 개의 N 형 전하 캐리어가 P 형으로 샌드위치되고 PNP에서는 단일 N 형 전하 캐리어가 두 개의 P 형 전하 캐리어 사이에 삽입됩니다.

4). 트랜지스터의 단위는 무엇입니까?

전기 측정을위한 트랜지스터의 표준 단위는 각각 암페어 (A), 볼트 (V) 및 옴 (Ω)입니다.

5). 트랜지스터는 ac 또는 dc에서 작동합니까?

트랜지스터는 AC와 DC 모두에서 작동 할 수 있지만 AC에서 DC로 또는 DC에서 AC로 변환 할 수없는 가변 저항입니다.

트랜지스터의 기본 구성 요소 디지털 시스템 , 구조 및 기능에 따라 두 가지 유형이 있습니다. 큰 전압과 전류를 제어하는 데 사용되는 트랜지스터는 파워 BJT (바이폴라 트랜지스터)가 파워 트랜지스터입니다. 트랜지스터에 제공되는 공급을 기반으로 차단, 활성, 준 포화 및 하드 포화 4 개 영역에서 작동하는 전압-전류 제어 장치라고도합니다. 파워 트랜지스터의 가장 큰 장점은 전류 제어 장치 역할을한다는 것입니다.