트랜지스터의 정의

이번에는 트랜지스터 (TRANSISTOR) 에 대해 알아보겠습니다.

 

트랜지스터는 P형 반도체, N형 반도체 조합으로 2가지 형태로 정의됩니다.

 

1. BJT (Bipolar Junction Transistor)

- P형 반도체와 N형 반도체를 교대로 접합한 3층의 반도체 소자

- 그 조합에 따라 PNP형과 NPN형 트랜지스터가 있습니다.

 

PNP BJT 구조

- BJT의역할: 증폭작용과스위칭
- BJT는 N형과 P형으로 도핑된 3개의 반도체를 이용하여 구성
- 영역 : 이미터(Emitter), 베이스(Base), 컬렉터(Collector)
- BJT는 이미터, 베이스, 컬렉터의 도핑 형태에 따라 NPN형과 PNP형으로 나눔
- 도핑농도: 이미터> 컬렉터> 베이스

- BJT의 활성

 ◎ BJT에 적절한 바이어스를 가하면 전류가 흐르기 시작
 ◎ BJT에는 두개의 PN접합이 있으므로 두개의 바이어스가 필요
 ◎ NPN BJT의 경우 small VEB에 의해 컬렉터와 이미터 사이의 전위장벽이 제거되고 Large ICE가 흐르게 됩니다.

 

- 트랜지스터의 증폭
◎ 베이스 전류의 작은 변화는 컬렉터 전류의 매우 큰 변화로 나타나며 이를 증폭이라 합니다.

 

2. MOSFET (MOS field-effect transistor)

금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOS field-effect transistor)는 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터 (FET)이고, 줄여서 MOSFET(한국어: 모스펫)이라고도 합니다.

 

모스펫은 N형 반도체나 P형 반도체 재료의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 엔모스펫 (NMOSFET)나 피모스펫 (PMOSFET), 두 가지를 모두 가진 소자를 씨모스펫(cMOSFET, complementary MOSFET)으로 분류합니다.

 

- 전계효과(Field Effect)
 트랜지스터에 인가되는 전압에 의해 전계가 형성되고, 전계의 세기에 의해 전류가 조절됨을 의미

 

- FET
 입력 전압에 의해서 트랜지스터의 두 단자 사이에 흐르는 전류가 조절되는 소자

 

- N채널 MOSFET 동작원리
◎ N채널과 P채널 MOSFET는 전류와 전압의 극성이 반대
◎ 게이트에 전원이 인가되면 P형 기판의 정공들이 게이트 전압에 의해 밀려남
◎ 밀려난 부분에 소스와 드레인 전극 밑의 N+들이 게이트 전압에 이끌려 모이게 됨
    이때, 채널이 형성되어 드레인에서 소스로 전류가 흐름

 

MOSFET의 구조도

채널의 형성