PNP 트랜지스터란 무엇인가?

PNP 트랜지스터란?

PNP 트랜지스터 정의

PNP 트랜지스터는 두 개의 P형 반도체 사이에 N형 반도체가 삼명치된 양극성 접합 트랜지스터입니다.

PNP 트랜지스터 기호

기호에는 방전 전류의 방향을 나타내는 에미터 화살표가 포함되어 있습니다.

전류 흐름 방향

PNP 트랜지스터에서 전류는 에미터에서 컬렉터로 흐릅니다.

작동 원리

전압 소스(VEB)의 양극은 에미터(P형)와 연결되고 음극은 베이스 단자(N형)와 연결됩니다. 따라서 에미터-베이스 접합은 전방 바이어스로 연결됩니다.

또한 전압 소스(VCB)의 양극은 베이스 단자(N형)와 연결되고 음극은 컬렉터 단자(P형)와 연결됩니다. 따라서 컬렉터-베이스 접합은 역방 바이어스로 연결됩니다.

이러한 바이어스 타입으로 인해 에미터-베이스 접합의 고갈 영역은 좁아지고, 이는 전방 바이어스로 연결되기 때문입니다. 반면 컬렉터-베이스 접합은 역방 바이어스로 연결되므로 컬렉터-베이스 접합의 고갈 영역은 넓어집니다.

에미터-베이스 접합은 전방 바이어스로 연결되어 많은 양의 구멍이 에미터에서 베이스로 이동합니다. 동시에 베이스의 일부 전자가 에미터로 들어와 구멍과 재결합합니다.

에미터에서 손실된 구멍의 수는 베이스 층의 전자의 수와 같습니다. 그러나 베이스의 전자는 매우 적게 도핑되어 있고 얇은 영역이므로 거의 모든 에미터의 구멍이 고갈 영역을 통과하여 베이스 층으로 이동합니다.

구멍의 이동으로 인해 에미터-베이스 접합을 통해 전류가 흐릅니다. 이 전류는 에미터 전류(IE)라고 합니다. 구멍은 에미터 전류를 흐르게 하는 주요 전하 운반자입니다.

베이스에서 전자와 재결합하지 않은 나머지 구멍은 컬렉터로 이동합니다. 컬렉터 전류(IC)는 구멍 때문에 컬렉터-베이스 영역을 통해 흐릅니다.

PNP 트랜지스터 회로

PNP 트랜지스터의 회로는 아래 그림과 같습니다.

PNP 트랜지스터의 회로를 NPN 트랜지스터의 회로와 비교하면 여기서 극성과 전류의 방향이 반대입니다.

위 그림과 같이 전압 소스와 연결된 PNP 트랜지스터에서는 베이스 전류가 트랜지스터를 통해 흐릅니다. 작은 양의 베이스 전류가 에미터에서 컬렉터로 큰 양의 전류를 제어합니다. 베이스 전압이 에미터 전압보다 더 음수일 때만 가능합니다.

베이스 전압이 에미터 전압보다 더 음수가 아니라면 전류가 장치를 통과할 수 없습니다. 따라서 역방 바이어스로 0.7 V 이상의 전압 소스를 제공해야 합니다.

회로에 RL과 RB 두 저항이 연결되어 트랜지스터를 통과하는 최대 전류를 제한합니다.

키르히호프의 전류 법칙(KCL)을 적용하면 에미터 전류는 베이스 전류와 컬렉터 전류의 합입니다.

PNP 트랜지스터 스위치

일반적으로 스위치가 OFF 상태일 때는 전류가 흐르지 않으며, 열린 회로처럼 작동합니다. 스위치가 ON 상태일 때는 전류가 회로를 통해 흐르며, 닫힌 회로처럼 작동합니다.

트랜지스터는 일반 스위치처럼 작동하는 전력 전자 스위치입니다. 이제 PNP 트랜지스터를 어떻게 스위치로 사용할 수 있는지 알아봅시다.

PNP 트랜지스터의 작동을 살펴보면, 베이스 전압이 에미터 전압보다 더 음수가 아니라면 전류가 장치를 통과할 수 없습니다. 따라서 트랜지스터를 전도시키기 위해서는 베이스 전압이 0.7 V 이상의 역방 바이어스가 필요합니다. 즉, 베이스 전압이 0V 또는 0.7 V 미만이면 전류가 흐르지 않고 열린 회로처럼 작동합니다.

트랜지스터를 ON 상태로 만들려면 베이스 전압이 0.7 V 이상이어야 합니다. 이 조건에서 트랜지스터는 닫힌 스위치처럼 작동합니다.