BJT의 응용

BJT 정의

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)는 증폭 및 스위칭을 위한 세 단자 반도체 장치로 정의됩니다.

바이폴라 접합 트랜지스터의 응용

바이폴라 접합 트랜지스터의 두 가지 유형의 응용은 스위칭과 증폭입니다.

트랜지스터를 스위치로 사용

스위칭 응용에서는 트랜지스터가 포화 상태 또는 차단 상태에서 작동합니다. 차단 상태에서는 트랜지스터가 열린 스위치처럼 작동하며, 포화 상태에서는 닫힌 스위치처럼 작동합니다.

열린 스위치

차단 영역(두 접합 모두 역방향 편향)에서는 CE 접합 사이의 전압이 매우 높습니다. 입력 전압이 0이므로 기저와 컬렉터 전류 모두 0이며, 따라서 BJT가 제공하는 저항은 매우 높습니다(이론적으로 무한).

닫힌 스위치

포화 상태(두 접합 모두 정방향 편향)에서는 높은 입력 전압이 기저에 적용되어 큰 기저 전류가 흐릅니다. 이로 인해 컬렉터-에미터 접합 사이의 전압 강하가 작아지고(0.05V ~ 0.2V) 컬렉터 전류가 커집니다. 작은 전압 강하는 BJT가 닫힌 스위치처럼 작동하게 합니다.

증폭기로서의 BJT

단일 단계 RC 결합 CE 증폭기

그림은 단일 단계 CE 증폭기를 보여줍니다. C1과 C3는 결합 캐패시터로, DC 성분을 차단하고 AC 성분만 통과시키며, 입력이 적용된 후에도 BJT의 DC 바이어싱 조건이 변경되지 않도록 합니다. C2는 바이패스 캐패시터로, 전압 이득을 증가시키고 AC 신호에 대해 R4 저항을 바이패스합니다.

필요한 바이어싱 구성 요소를 사용하여 BJT가 활성 영역에서 바이어싱됩니다. Q 점은 트랜지스터의 활성 영역에서 안정적입니다. 입력이 아래와 같이 적용되면 기저 전류가 상하로 변동하기 시작하므로, 컬렉터 전류도 I C = β × IB로 변동합니다. 따라서 R3을 통과하는 컬렉터 전류에 따라 R3의 전압이 변동합니다. R3의 전압은 증폭된 것이며, 입력 신호와 180도 차이가 있습니다. 따라서 R3의 전압이 부하에 결합되고 증폭이 이루어집니다. 만약 Q 점이 부하의 중심에 유지되면 거의 또는 왜곡이 발생하지 않습니다. CE 증폭기의 전압 및 전류 이득은 높으며(이득은 입력에서 출력으로 전압이나 전류가 증가하는 비율입니다). 주로 라디오와 저주파 전압 증폭기에 사용됩니다.

이득을 더 높이기 위해 다중 단계 증폭기가 사용됩니다. 그들은 캐패시터, 전기 변압기, R-L 또는 직접 결합에 따라 응용 프로그램에 따라 연결됩니다. 전체 이득은 개별 단계의 이득의 곱입니다. 다음 그림은 2단계 CE 증폭기를 보여줍니다.