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트랜지스터는 작은 전류로 큰 전류를 제어할 수 있는 이유가 무엇인가요?
트랜지스터가 증폭이나 스위칭에 사용되는 기본적인 원리를 공부하고 있습니다. 베이스나 게이트에 작은 신호를 넣었을 때 다른 단자 사이의 전류를 제어할 수 있는 이유를 반도체 내부의 작동 원리와 함께 알고 싶습니다
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. 트랜지스터가 증폭이나 스위칭에 사용되는 핵심은 작은 전기 신호로 더 큰 전류의 흐름을 조절할 수 있다는 것입니다.
예를 들어 BJT에서는 베이스에 아주 작은 전류를 흘려주면 컬렉터와 이미터 사이로 흐르는 더 큰 전류를 조절할 수 있습니다. 베이스의 작은 변화가 반도체 내부의 전하 이동을 변화시키기 때문에 가능한 것입니다.
MOSFET에서는 조금 다르게 게이트에 전압을 가하면 전기장이 만들어지고, 이 전기장이 반도체 내부의 전하를 끌어모으거나 밀어내면서 전류가 흐를 수 있는 통로를 만들거나 없앱니다. 그래서 게이트의 작은 전압 변화만으로 큰 전류를 켜고 끌 수 있습니다.
이런 특성 때문에 트랜지스터를 빠르게 켜고 끄면 0과 1을 처리하는 스위치가 되고, 입력 신호에 따라 전류를 조절하면 작은 신호를 크게 만드는 증폭기로도 사용할 수 있습니다.
채택된 답변안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
트랜지스터가 큰 전류를 제어할 수 있는 이유는 작은 입력 신호가 반도체 내부의 전하 이동 조건을 크게 바꾸기 때문입니다.
BJT에서 베이스에 작은 전류를 흘린다면 베이스-이미터 접합을 통해서 캐리어가 주입되고, 그 결과 컬렉터와 이미터 사이에 훨씬 큰 전류가 흐를 수 있게 되는데, 베이스 전류가 큰 전류를 직접 공급하는 것이 아니라, 큰 전류가 흐를 수 있는 상태를 만들어주는 역할을 합니다.
MOSFET은 조금 다르게 게이트에 전압을 걸면 전기장이 만들어져 반도체 표면에 전류가 흐를 수 있는 채널이 형성되는데, 게이트는 절연막으로 분리되어 있어 정상 상태에서는 전류가 거의 흐르지 않지만, 게이트 전압만으로 드레인-소스 전류를 조절할 수 있습니다.
이 원리를 이용해 작은 신호 변화를 큰 전류 변화로 만들면 증폭기가 되는 것이고, 전류를 켜고 끄도록 사용하면 스위치가 됩니다. 결과적으로 트랜지스터의 핵심은 작은 입력 신호로 반도체 내부의 캐리어 흐름이나 전도 채널을 제어하는데 있다고 할 수 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
트랜지스터는 반도체 내부의 전하 운반자 농도나 전기장을 조절해 큰 전류가 흐르는 통로를 제어하는 소자입니다 BJT에서는 베이스에 작은 전류를 흘려 이미터에서 공급되는 다수의 전하가 컬렉터로 이동하도록 제어하기 때문에 작은 베이스 전류로 더 큰 컬렉터 전류를 조절할 수 있습니다 MOSFET에서는 게이트에 거의 전류가 흐르지 않지만 게이트 전압이 전기장을 만들어 채널의 전하량과 전도도를 변화시켜 드레인 전류를 제어합니다 즉 작은 입력 신호가 큰 에너지를 직접 만들어내는 것이 아니라 외부 전원에서 공급되는 에너지의 흐름을 제어하는 것이 핵심입니다
안녕하세요.
트랜지스터는 반도체 내부의 전하 이동을 조절해서 작은 신호로 더 큰 전류의 흐름을 제어하는 부품이에요.
BJT는 베이스에 작은 전류를 흘려주면 컬렉터와 이미터 사이의 전류가 크게 변하고, MOSFET은 게이터에 전압을 걸어 채널이 얼마나 열릴지를 조절하죠. 이때 작은 신호가 큰 전류를 직접 만들어 내는게 아니라, 전원에서 공급되는 에너지를 트랜지스터가 조절하는 구조예요.
그래서 증폭 회로에서는 입력 신호의 작은 변화와 출력 전류나 전압의 큰 변화로 나타날 수 있어요.
감사합니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
트랜지스터라고 하는 것은 N형과 P형 반도체가 결합된 구조입니다. 베이스 단자에 아주 적은 양의 전하를 넣어 주게 되면은 내부의 전자나 공구 이동을 가로막던 에너지 장벽이 살짝 낮아지게 되죠. 이렇게 장벽이 조금만 낮아져도 컬렉터랑 에미터 사이에 갇혀 있던 수많은 전자들이 한 번에 대량으로 이동할 수 있습니다. 이 말은 베이스라는 작은 수도 꼭지 조절 장치 하나로 물을 끄고 킬 수 있다는 거죠. 이게 밸브 크기를 조절하는 원리라서 스위칭이랑 증폭 제어가 가능한 겁니다.