실험6. 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT) 특성(예비)1. 실험 목적DMM을 사용하여 트랜지스터의 종류와 단자를 구분하는 방법 및 트랜지스터의 출력 특성을 나타내는 와 값을 측정한다.2. 실험 이론BJT의 구조는 두 개의 N형 층이 가운데 P형 층에 의해 분리된 구조로 만들거나, 반대로 두개의 P형 층이 가운데에 N형 층으로 분리된 구조로 만든다. 전자를 npn 트랜지스터, 후자를 pnp 트랜지스터라고 부른다. 어느 경우나 중간층을 베이스라고 부르며, 양쪽 외부 층들의 하나는 컬렉터라고 하며, 다른 하나는 에미터라고 부른다. 두 종류의 트랜지스터인 npn과 pnp는 각 단자에 인가되는 전압의 극성과 전류 방향이 반대이지만 다른 특성은 거의 동일하다. 트랜지스터의 종류는 에미터 단자에 화살표를 이용하여 구별하며, 화살표는 전류 흐름의 방향을 가리킨다.3. 실험순서부품들의 값을 측정트랜지스터의 종류와 단자결정단계(1) : 저항 값 측정 (DMM 저항측정모드)DMM의 양 단자를 1에, 음단자를 2에 연결하고 측정단자를 바꾸어 측정DMM의 양단자를 1에, 음 단자를 3에 연결하고 측정단자를 바꾸어 측정DMM의 양단자를 2에, 음단자를 3에 연결하고 측정단자를 바꾸어 측정측정단자의 방향과 관계없이 2개의 단자가 높은 저항이 일어났다면 Base로 기록이때의 Base 단자에 DMM의 음단자를 연결하고 양단자는 나머지 두개의 다리중 하나에 연결 (DMM의 표시된 저항값이 적다면 pnp형태)(a) pnp형으로 DMM의 음단자를 Base에 연결하고 양 단자를 다른 두 개의 트랜지스터 다리에 연결하고 저항측정. (두개의 값중 더 적은 저항 값을 표시하는 것이 Collector가 되고, 더 높은 저항 값이 Emitter)(b) npn형으로 DMM의 양단자를 Base에 연결하고 음 단자를 다른 두 개의 트랜지스터 다리에 연결하고 저항측정. (두개의 값중 더 적은 저항 값을 표시하는 것이 Collector가 되고, 더 높은 저항 값이 Emitter)단계(2) : 임계전압 측정 (DMM 다이오드검사 모드)DMM의 양단자를 1에, 음단자를 2에 연결하고 측정단자를 바꾸어 측정DMM의 양단자를 1에, 음 단자를 3에 결결하고 측정단자를 바꾸어 측정DMM의 양단자를 2에, 음 단자를 3에 연결하고 측정단자를 바꾸어 측정측정단자의 방향에 관계없이 모두 개방으로 나타났다면 Base로 기록베이스 단자에 DMM의 음단자를 연결하고, 양단자는 트랜지스터의 두 개의 다리 중 하나에 연결(DMM의 임계전압이 0.7V면 Silcon, 0.4V 정도면 Germanium이다. 이때, 트랜지스터는 pnp형태 혹은 DMM의 표시된 값이 개방이면 npn형태)(a) pnp 형으로 DMM의 음단자를 Base에 연결하고 양단자를 다른 두 개의 트랜지스터다리에 각각 연결하여 측정(두 개의 값들 중에 더 낮은 전압 값을 표시하는 것이 Base와 Collector이고, 높은 값을 표시하는 것이 Base와 Emitter가 된다.)(b) npn 형으로 DMM의 양단자를 Base에 연결하고 음단자를 다른 두 개의 트랜지스터다리에 각각 연결하여 측정(두 개의 값들 중에 더 낮은 전압 값을 표시하는 것이 Base와 Collector이고, 높은 값을 표시하는 것이 Base와 Emitter가 된다.)BJT의 공통 Emitter (CE) 입출력 특성트랜지스터의 규격표를 참조하여 표 6-3 에 주어진 이론값으로 나머지 값들을 작성그림 6-2의 회로를 구성하고, 1MΩ 전위차계(가변저항)을 조절하여 가 3.3V가 되도록 설정표 6-4에서 요구하는 것과 같이 5kΩ의 가변저항을 변화시켜 가 2V가 되게 하고, 와 를 측정 (5kΩ의 가변저항을 조절하여 표 6-4의 의 나머지 값들에 대하여 와 측정)표 6-4에 나타난 의 나머지 모든 값에 대해 반복하여 측정모든 값을 얻은 후에 와 값을 계산와 의 변화표 6-4의 측정값에 대해 와 계산측정값에 대해 와 의 변화를 관찰오실로스코프를 이용한 트랜지스터 출력특성 곡선그림 6-4의 회로를 구성오실로스코프를 XY동작으로 변경하고, V-I 특성곡선을 측정.BJT의 공통 Base(CB) 입출력 실험그림 6-5의 회로를 구성하고, 왼쪽 5kΩ 전위차계(가변저항)을 조절하여 가 1V가 되도록 설정공통 Emitter처럼 표 6-5에 주어진 가 되도록 오른쪽 5kΩ을 조절하여 전압 측정.를 2V부터 6V까지 1V단위로 증가시키기 위해 5kΩ전위차계를 변화시키고 , 를 조절하여 측정.표 6-5의 값을 이용하여 특성곡선을 그림그림 6-7과 같은 회로를 구성하고 CE에서 오실로스코프를 이용한 방법과 동일하게 에미터에 걸리는 전류를 조절하여 출력 특성 곡선을 그림4. 시뮬레이션표 6-1 BJT의 단자 검사다이오드의 저항과 임계전압을 이용한 검사단계 번호양()음()단계 (1)저항 측정/단계(2) 임계전압 측정12(단계 1) /(단계 2)21(단계 1) /(단계 2)13(단계 1) /(단계 2)31(단계 1) /(단계 2)23(단계 1) /(단계 2)32(단계 1) /(단계 2)멀티심과 pspice의 한계로 측정불가표 6-2 BJT의 형태 및 재료 검사단계 (1)단계 (2)단계 1,2 의 ⑦베이스 단자단계 1,2 의 ⑧트랜지스터 형태단계 1,2 의 ⑨(a)콜렉터 단자단계 1,2 의 ⑨(b)에미터 단자단계 2의 ⑧트랜지스터 재료멀티심과 pspice의 한계로 측정불가표 6-3 회로측정 과정표 6-3 BJT(CE) 특성 실험 이론값(예비 조사표)(V)((V)(V)(V)(V)(mA)3.31021.4321.4320.6741.4421.*************73.310141.6721.6720.6741.6821.011676740083736.62023.0943.0940.6953.1141.0*************.620143.5863.5860.6953.6061.0*************9.93024.6874.6870.7064.7171.0*************.930105.2035.2030.7065.2321.*************213.24026.4326.4320.7156.4721.*************13.54086.9296.9290.7156.9691.*************516.55028.1388.1380.7228.181.*************16.55068.573.5730.7228.6231.*************1표 6-5 BJT(CB) 특성 실험 측정치 과정표 6-5 BJT(CB) 특성 실험 측정치(V)(m(V)(V)(mA)(계산)(V)(계산)(계산)(계산)11.02521.0171.0170.6651.01649196711.02541.0171.0170.6641.01648393311.02561.0171.0170.6641.01648590011.02581.0171.0170.6631.01647786611.025101.0171.0170.6631.01647983321.96421.9961.9960.6830.98348100221.96441.9961.9960.6820.98347200421.96561.9971.9970.6820.98347300521.96581.9971.9970.6810.98347400621.965101.9981.9980.6800.98346500532.99922.9792.9790.6941.012316713342.9812.9810.6931.*************.9812.9810.6921.0123120133382.9822.9820.6921.*************2.9822.9820.6911.01230335344.05424.0294.0290.7021.0117349644.05444.0324.0320.7011.0117399244.05564.0324.0320.7001.01173148844.05584.0324.0320.7001.010198444.056104.0324.0320.6991.01172248054.92624.8964.8960.7081.0114440854.92644.9884.9880.7050.9910280254.92764.9004.9000.7041.01143122454.92884.9014.9010.7041.01143163254.928104.9014.9010.7041.011432040
