pn 접합을 np 접합 에 납땜하려고 하면 그림 1에 표시된 장치를 얻습니다. 여기서 문자 E, B 및 C는 각각 Emitter , Base 및 Collector를 의미합니다. 이는 세 영역 p, n, p 에 지정된 이름입니다 .
그리하여 우리는 PNP 트랜지스터 를 만들었습니다 .
대신, np 접합을 pn 접합 에 납땜하면 도핑과 관련된 E, B, C의 역할이 반전된 그림 2에 표시된 장치가 됩니다. 그 결과는 NPN 트랜지스터입니다. 두 구성 모두에서 장치는 접합 J E 와 J C 로 구성됩니다 .
트랜지스터는 진공관의 종말을 알렸기 때문에 반도체 트라이오드라고도 불립니다. 접합 다이오드가 진공 다이오드를 대체한 것과 마찬가지입니다. 또 다른 일반적인 이름은 BJT로, Bipolar Junction Transistor 1 의 약자입니다. 바이폴라 속성은 반도체 의 전기 전도도 (전자와 홀에 의해 제공됨)를 나타냅니다
그림 3에서 우리는 PNP 트랜지스터 의 회로 기호를 볼 수 있는데 , 이는 그림 1의 다이어그램과의 관계를 강조하는 방식으로 표현되어 있습니다. 마찬가지로 그림 4는 NPN 트랜지스터 기호를 보여줍니다.
개방 회로 트랜지스터
PNP 트랜지스터 를 살펴보겠습니다 (결과는 즉시 NPN 트랜지스터로 일반화됩니다).개방 회로 조건에서는 단일 접합과 유사한 동작, 즉 접촉 전위(이전 튜토리얼 참조)가 존재하며, 이는 실제로 에미터에서 베이스로 홀이 확산되는 것을 방지하는 목적의 잠재 에너지 장벽입니다.그러한 장벽이 없다면 홀은 베이스를 향해 무한정 퍼질 것입니다.개방 회로 조건에서와 같이 명백히 비물리적인 상황입니다.V 0 가 접합 J E 에서 장벽의 높이인 경우 비슷한 주장을 통해 접합 J C 에 장벽 V′이 존재한다고 말할 수 있습니다 .개별 영역 p,n,p가 동일한 불순물 농도와 동일하다고 가정하면 V 0 = V′ 이 됩니다 .
열 평형의 달성은 단일 영역의 소수 캐리어 농도의 일정한 값으로 특징지어집니다.
다음 규칙을 사용했습니다. 주요 문자는 캐리어(전자, 홀)를 나타내고 첫 번째 아래 첨자는 캐리어가 속하는 영역을 나타냅니다. 예를 들어, 기호 n p는 p 영역 에 있는 전자를 고려하고 있음을 나타냅니다 (따라서 소수 전하). 마지막으로 세 번째 아래 첨자 0은 시스템이 온도 T 0 (반드시 실온은 아님) 에서 열역학적 평형 상태에 있음을 나타냅니다 .
이중 접합층에 비해 고갈층의 크기가 무시할 수 있으므로, 이전 튜토리얼에서 논의한 고갈층은 무시하고 있다는 점에 유의하세요.
p 형 영역 에서 농도 n은 우리가 이 영역들이 동일하다고 가정했기 때문에 동일합니다. 데카르트 축 시스템에서 PNP 트랜지스터를 구성하는 이중 접합의 선형 치수를 가로축에, 단일 영역의 소수 캐리어 농도를 세로축에 보고하는 경우(방정식 (1)), 열역학적 개방 회로 평형에서 그림 5에 표시된 것과 같은 추세가 나타납니다. 여기서 우리는 p n 0 > n p 0이라고 가정했습니다.
또한, 소수 캐리어의 농도와 개방 회로 조건에서 엄격히 일정한 추세는 이러한 양이 측정된 평균값을 중심으로 변동하기 때문에 평균화 작업의 결과라는 점에 유의해야 합니다.
트랜지스터 바이어스
다이오드보다 더 많은 분극 조합이 있는데, 이는 두 개의 접합과 세 개의 단자가 있기 때문입니다. 평소처럼 PNP 트랜지스터를 참조해서 J E 와 J C 를 역으로 직접 바이어스해 보겠습니다. 그림 6에서 이 분극 구성을 보고하고, 그림 7은 해당 회로도입니다. 정확히 말해서, V EB 를 갖는 전압 생성기가 있고 , V CC 는 J C 에 연결된 배터리에서 생성된 전압을 나타냅니다 . V CB 를 사용하면 컬렉터와 베이스 사이의 전위차를 나타냅니다.
J E 의 순방향 바이어싱은 전위 장벽을 감소시킵니다(이전 섹션에서 확립된 대로). 이는 에미터에서 베이스로 홀이 확산되고 베이스에서 에미터로 전자가 확산되는 것을 유발합니다. 따라서 결과적으로 J E 의 두 영역 p 와 n 에서 소수 캐리어 농도가 거시적 으로 증가합니다 .
베이스에 널리 퍼진 홀에 주의를 집중해 보겠습니다. 여기서 우리는 다음과 같은 전하 구성을 가진 J C 근처에 있습니다. C와 B 사이의 전위차를 측정하면 그림 7에 표시된 값을 찾고, 이는 홀이 수집기 C에 의해 "수집"된다는 것을 의미합니다. 그러나 J C는 역바이어스되어 있으며, 이는 베이스의 홀의 지수 감쇠를 결정하여 J C 에서 이러한 캐리어의 농도가 통계적으로 0이 됩니다. 차례로 J C 의 역바이어스는 J C 의 p- 영역 에서 전자 농도를 감소시키고 , 이는 J C 에서 지수적으로 감쇠합니다 . 이전에 언급했듯이, J E 의 p- 영역 에서 전자 농도 는 증가한 다음 접합에서 소수 캐리어의 잘 알려진 확산 메커니즘으로 인해 지수적으로 감쇠합니다. 이러한 결론은 그림 8에 요약되어 있습니다.
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