BJT와 FET 정리

BJT

BJT는 우선 이전 포스팅에서 설명한 트랜지스터를 생각하면 되겠습니다.

http://kkhipp.tistory.com/11

BJT는 Bipolar Junction Transistor의 줄임말이고 전자와 정공 모두 전류에 기여하여 Bipolar라고 합니다.

BJT는 쌍극성, FET는 단극성입니다.

N형과 P형 2개의 반도체를 접합시켜 만든 Transistor입니다.

그리고 BJT는 전류로 전류를 제어합니다! FET는 전압으로 전류를 제어합니다!

https://electronics.stackexchange.com/questions/207320/bjt-characteristic-curves-generating-them

BJT의 특성곡선입니다.

Cutoff Mode(차단영역)은 Base에 전류가 흐르지 않아 전류가 흐르지 않는 구간입니다.

또 Vbe가 0이거나 문턱전압보다 낮거나 출력전류 Ic가 0일 경우도 Cutoff Mode입니다.

Saturation Mode(포화영역)은 B-E에 순방향 전압을 주고 입력전압을 높여주면 Vce도 증가하여 전자들이 별 저항없이 베이스에서 

컬렉터로 이동합니다. Vce가 증가함에 따라 Ic가 일정하게 유지될때까지 증가합니다.

Active Mode(활성영역)  B-E에 순방향 전압, B-C에 역방향 전압일 때 전류가 비교적 일정해지며 BJT는 보통 이 구간에서 사용한다. 

http://ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=4574&id=173

CE는 가장 높은 이득으로 증폭되지만 반전되서 증폭되고 입력저항이 크다는 점이 특징이고

CB는 CE보다는 낮지만 높은 이득으로 증폭되고 입력저항이 작다는 점이 특징이고

CC는 전압이득은 1이지만 높은 입력저항과 높은 전류이득이 특징입니다.(버퍼)

FET

FET는 Field Effect Transistor의 줄임말로 전계효과를 이용한 트랜지스터입니다.

FET는 전자와 정공 둘 중 하나만 전류에 기여하며 전압으로 전류를 제어합니다.

P채널은 정공이 전류전도를 만들고 N채널은 자유전자가 전류전도를 만듭니다.

(BJT는 NPN,PNP라 부르고 FET는 N채널,P채널이라 부릅니다.)

스위칭 제어는 전압제어가 일반적이고 FET가 구조가 간단하고 제조단가가 저렴하기 때문에 대부분 FET가 쓰입니다.

http://www.piclist.com/images/www/hobby_elec/e_ckt30_6.htm

FET는 Gate전압에 의해 N과 P의 접합부에 공핍층이 발생하여 Channel의 폭이 넓어졌다 좁아졌다 하기 때문에 흐르는 전류가 제어됩니다. 

흔히 MOSFET을 많이 사용하는데 MOSFET은 Metal Oxide FET로 Gate 부분에 절연체를 추가 한것입니다.

동작원리를 N채널로 설명하면 Vgs가 가해지면서 Gate에 +전압이 인가되고 이로 인해 Gate쪽으로 전자가 당겨진다.

이 당겨진 전자들이 Drain과 Source사이에 채널을 형성합니다. 이 채널이 형성되면서 전류가 흐를 수 있게 됩니다.

FET의 특성곡선입니다. 우선 채널이 형성되어 있는 상태에서

Drain에 작은 전압을 인가할 때 Ohmic이라는 특성을 가지게 된다. 말 그대로 저항 같은 역할을 한다는 것이다. 

처음엔 Linear하게 전압이 상승할 때 전류도 상승하게 된다. Triode라고도 합니다.

http://fourier.eng.hmc.edu/e84/lectures/ch4/node13.html

하지만 Saturation 특성은 위와 같은 상황입니다.

하지만 Drain의 전압이 커지면서 Source쪽과 Drain쪽이 끌어당기는 정도가 달라져 Channel이 불균형하게 형성되어

Channel이 점점 좁아지면서 전류 증가량이 감소하다가 전류가 더 이상 증가하지 않게 됩니다.

이 상황을 Pinched off라고 합니다. 채널이 끊긴다고 해도 전류는 흐릅니다!