기초전기실험 BJT의 동작점과 증폭기로서의 특성

목차

Review Questions

1. 동작점이란 무엇인가?
2. 트랜지스터의 바이어스에 따른 동작 영역과 그 사용 처를 설명해 보시오.
3. 증폭기로 사용하는 트랜지스터에서는 베이스의 폭을 줄인다. 그 이유는?
4. 적은 베이스 전류로 큰 컬렉터 전류를 제어하는 원리 즉 트랜지스터에서 전류가 증폭되는 원리에 대하여 설명하시오.
5. (1)식에서 값이 0.98에서 0.99로 바뀌면 β값은 어떻게 되나?
6. 트랜지스터 바이어스 회로를 설계할 때에, 동작점이 β값에 무관하게 하려고 노력하는 이유는?
7. 이미터와 컬렉터의 역할만 바뀐 역 능동 영역과 능동 영역에서 트랜지스터의 특성에 많이 차이가 생기는 이유는?
8. Early effect란 무엇인가? 또 VCE가 증가함에 따라 값이 증가하는 이유는?
9. 포화 영역에서 β값이 감소하는 이유는?
10. 이미터 저항 RE가 트랜지스터의 특성 변화에도 불구하고 동작점을 안정하게 유지시켜 주는 이유는? 또, RE가 증폭기의 전압 이득을 줄이는 이유는?
11. 컬렉터 저항 RC가 크면 트랜지스터의 동작점이 쉽게 포화 영역으로 가게 되는 이유는?
12. 베이스 바이어스 전압 VBB와 저항 RB가 동작점의 위치에 미치는 영향은?
13. 이미터 공통 증폭기에서 출력 파형으로부터 동작점의 위치를 알아내는 방법은?

본문내용

1. 동작점이란 무엇인가?
- Ic와 주어진 베이스 전류에 해당하는 출력 특성 곡선위에 Ic가 같은점, 즉 부하선과 특성 곡선이 만나는 점(Ic, Q, VCE, Q)가 동작점(Quiescent point)이 된다.
일반적인 의미의 동작점은 이 모든 단자의 전류와 전압으로 표시되는 한점이지만, 보통 동작점이란 Ic-VCE 좌표계의 한점을 의미한다.

2. 트랜지스터의 바이어스에 따른 동작 영역과 그 사용 처를 설명해 보시오.
- 트랜지스터 세 개의 반도체 영역의 각각에 접속된 단자를 우리는 이미터, 베이스, 그리고 컬렉터라고 명명한다. 트랜지스터는 두 개의 PN접합, 즉 이미터-베이스 접합(EBJ)과 컬렉터-베이스 접합(CBJ)으로 구성된다.
두접합에 모두 역방향 전압이 걸려 있으면 트랜지스터에 흐르는 전류 거의 0A에 가까워 차단된 스위치와 같다는 의미에서 차단영역 (cut-off)에 있다고 한다. 능동영역보다 전류이득도 낮고 항복전압도 낮게 나타난다.
이와는 반대로 두 접합에 모두 순방향 전압이 걸리면 이미터와 컬렉터가 이미터로서의 역할만 할 뿐, 컬렉터 역할을 못하며, 두 접합 모두 닫힌 스위치로 동작하는데 이 영역을 포화영역(saturation)이라한다. 트랜지스터를 이용한 디지털 회로에서 차단영역은 “1”에 포화영역은 “0”에 해당되는데 그 이유는 차단영역에서는 출력 전압인 VCE가 전원 전압 VCC에 해당하는 5V이며 포화 영역에서는 0.3V정도로 작기 때문이다. VCC를 논리 회로에서 0의 값으로 사용할 수 있다.
EBJ에서는 순방향 CBJ 에서는 역방향 전압이 걸려 있으면 트랜지스터의 동작점이 능동영역 에 설정되는데 이 때의 회로는 전류․전압등을 증폭시키므로 증폭기로 사용된다. 저항이 작은 이미터-베이스 전압을 입력으로 저항이 큰 컬렉터-이미터 전압을 출력전압으로 사용한다.

3. 증폭기로 사용하는 트랜지스터에서는 베이스의 폭을 줄인다. 그 이유는?
- 트랜지스터의 기본적인 동작은 같아서 순방향 전압이 걸린접합에서는 가운데 층으로 소수 캐리어를 주입시키고, 역방향 전압이 걸린 접합네서는 가운데 층에 주입된 소수 캐리어를 끌어 간다.

참고자료

· 없음