일렉

트랜지스터는 다리가 세개가 있는데 베이스,컬렉터,이미터 이렇게 됩니다. 각 명칭마다 접지 동작이라는것이 있습니다.

첫번째 이미터 접지 동작은 이미터 접지 동작의 기본은 입력 베이스의 단자로 베이스 전류를 조금 유입시키면 그것이 베타배로늘어 컬렉터 전류로 되어 흐른다고 생각하는것이 편리합니다. 이미터 전류는 베이스 전류와 컬레거 전류가 합류한 것입니다. 트랜지스터는 전류 증폭기이며 입력의 Ib를 100배,1000배로도 증폭하여 컬렉터 전류,이미터 전류로서 흘러 나가는 능동 소자라고 생각하면 됩니다. 이미터 접지 트랜지스터의 어스쪽에서 본 입력 임피던스는 2~3K옴정도이며 무엇보다도 전류 증폭률이 높은 것이 특징입니다.두번째 컬렉터 접지 동작(이미터 플로어)  컬렉터 접지 동작은 이미터 접지와 비슷하여 입력 단자는 베이스나 이미터 단자에 부하 저항을 넣어 출력 단자로 하는 방식이며, 이미터 플로어라고도 합니다. 베이스 단자와 이미터 단자 사이를 보면 순방향으로 바이어스된 이미터 접합이 있는 것 뿐이므로 직류 전위적으로는 다이오드의 오프셋 전압0.65V~0.7V의 차가 있을 뿐입니다. 또 교류 전위적으로는 다이오드는 도통 상태이므로 베이스의 교류전압과 이미터의 교류전압은 거의 같아집니다. 이미터 플로어의 최대 특징은 입력 임피던스가 높고(10~100k옴),출력 임피던스가 많이  낮으므로(30옴~50옴),높은 임피던스의 회로와 낮은 임피던스의 회로 사이에 넣어 버퍼 증폭기로 사용합니다. 그리고 세번째는 베이스 접지 동작 거의 사용하지 않으나 컬렉터전류의 직결 증폭기에는 복합 회로로 사용하는 예가 많고 입력 이미터 전류가 알파배하여 출력의 컬렉터 전류로 되므로 전류 증폭률은 거의 1에 가깝습니다. 그리고 입력 임피던스는 낮고 출력 임피던스는 높은 것이 특징입니다.이 접지 방식은 낮은 임피던스를 높은 임피던스에 접속하는 임피던스 변환기의 기능이 있습니다. 그럼 트랜지스터 데이터시트를 보고 데이터시트를 어떻게 보는지 보여드리겠습니다.

위 이미지는 트랜지스터 2SC1815 데이터 시트입니다.2SC1815특징과 용도로는 저주파 전압증폭용 ,여진단 증폭용 ,고내압이고 또한 전류용량이 크고 직류 전류 증폭률의 전류 의존성이 뛰어나고 Po=10W용 앰프의 드라이버 및 일반 스위치용에 적합니다. 

사용목적은 저주파 저잡음 증폭용이나 VHF대 증폭용,고속도 스위칭용,TV(브라운관용)수평 편향 출력용 등 세밀하게 사용 목적을 분류하여 제조되어있습니다. 트랜지스터 머리를 보면 숫자들이 쓰여있는데 앞에 2 짜는 트랜지스터를 뜻하고 S는 반도체 C는 PNP형과 NPN형이 있는데 PNP형은 A나B가 적혀있는데 A는 고주파용 B는 저주파용 그리고NPN형은 C와 D중 C는 고주파용 D는 저주파용으로 나뉩니다. 표2에 맨위에 줄은 컬렉터,이미터 차단 전류를 말하는것입니다.PN접합의 역바이어스시의 누설 전류인데 온도 상승으로 급증합니다. 특히 파워를 취급하는 트랜지스터에서는 이 차단 전류에 주목할 필요가 있습니다. 작은 신호용 트랜지스터에서는 0.1uA정도입니다. 그리고 4번째줄은 직류 전류 증폭률을 말하는것인데 이값은 50~100정도이며 컬렉터 전류와 온도로 변화됩니다. 그 변화 양상은 그래프로 나타냅니다.5번째줄은 컬렉터와이미터간 포화전압을 뜻하는데 보통의 증폭기가 아니라 스위치로 사용할 경우 on일때의 전압을 나타냅니다.  그리고 6번째줄은 트랜지션 주파수를 얘기하는건데 교류전류증폭률이 1로 되는 주파수입니다. 트랜지션 주파수가 Fr이상의 주파수에서는 트랜지스터는 기능을 하지 않습니다. Fr트랜지스터를 증폭기로 사용한 때의 증폭도와 고역차단 주파수를 곱한값의 최고 한계를 나타냅니다.마지막줄은 컬렉터 출력용량을 말하는것입니다. 컬렉터 접합 부분의 역바이어스시에 나타나며 공핍층의 캐패시턴스입니다. 컬렉터쪽의 교류 전압은 Cob를 통해 베이스쪽에 피드백되어 고역 특성을 저하시키므로 고주파용에서는 중요한 파라미터입니다.마지막으로 표2에는 나오진 않았지만 NF라고 있을것입니다. 이것은 잡음지수NF라고하는데 노이즈 피겨라고도 하며 트랜지스터 내부에서 발생하는 잡음량을 나타냅니다.앰프에 들어가는 TR시리즈는 이것이 많이 중요합니다. 일반적으로 NF를 최소로하는 동작 최적점이 있습니다. 

이놈의 트랜지스터란 무엇일까??

트랜지스터를 검색을 일단해보면 내용은 이렇습니다.

규소나 저마늄(게르마늄)으로 만들어진 반도체를 세 겹으로 접합하여 만든 전자회로구성요소이며 전류나 전압흐름을 조절하여 증폭, 스위치 역할을 한다. 가볍고 소비전력이 적어 진공관을 대체하여 대부분의 전자회로에 사용되며 이를 고밀도로 집적한 집적회로가 있다. 접합형 트랜지스터와 전기장 효과 트랜지스터로 구분한다.즉 결론은 반도체란 얘기인데요.종류도 굉장히 많습니다.그런데 왜 저렇게 여러종류로 TR을 만들어놨을까요?? 제 생각엔 일단 가장큰이유는 적은 전력을 필요로하는 곳에 굳이 큰전력을 필요하는 TR을 넣을 필요없기때문이 아닐까합니다.

회로를 짜고 만들어서 생산하는데 단가문제도 많이 있겠지요. 어쨋든 두번째는 회로가 구동하기위해서 좀더 빠른동작을 위해서라든가 혹은 큰전력을 만들려면 일단 중요한건 열인데 그 열을 견뎌낼수있는 부품을 차곡차곡 만들다 보닌까 부품의 종류가 많아 진듯합니다. 전자회로에 관심이 많고 좋아하시는분들은 알고계실겁니다. 초기 트랜지스터가 진공관이라는것을 ^^  하지만 가격이 어마무시합니다.그럼 아무런 발전없이 모든회로에 진공관이 들어간다고했을때 복잡한회로에 진공관이 몇개나 꽂혀야할 까요???

그래도 진공관도 장점은 찾아보면 있을꺼에요.그럼 이제 TR에 대해서 공부해보아요.^^ TR은 몇가지 일을 시킬수있는데 그중하나가 스위칭역활이라고 위에 검색으로 찾아냈습니다. TR은 리드선이 세개가 있는데요.보통 TR을 정면으로 놓고 왼쪽부터 베이스 그담이 컬렉터 그리고 이미터로 나뉩니다. 기본적으로 이렇게 가는것도 많은데 중간에 베이스가 있는것도 있습니다. 회로만들때 꼭 어디가 베이스이고 어디가 컬렉터,이미터인지 알아야하는게 회로 만들때 안망치는일중 하나입니다.보통 컬렉터로 들어가는 전압 전류는 베이스에 들어가는 전압전류보다 크게 받아들입니다. 

서점에서 파는 책을 보면 가장 예를 들어 많이 사용하는것이 수도꼭지를 예를 들어많이 사용합니다. 물이 들어가서 수도꼭지 출구부분으로 물이 나오게 되어있는데 물의 양을  조절하는게 주도 꼭지입니다. 물의 양을 조절하는게 수도꼭지면 TR을 봤을때는 베이스라고 생각하시면 됩니다.이제 기본적인건 알았으닌까 그담은 무엇을 알아야할까요? 간단합니다 이넘에 TR의 프로필만 알면 되겠습니다.프로필을 데이터시트라고 부르는데요 웹사이트에다가 TR의 넘버를 쓰고 데이터시트라고 검색하면 이넘의 프로필을 찾을수있습니다. 예를들어 TR의 넘버가 2sc1815라고 한다면 웹사이트에다가 2sc1815 데이터시트   이렇게 치면되겠지요?? 

위사진은 웹사이트에서 찾아서 가져온것인데요복잡해보입니다. 하지만 사실 우리가 회로를 만드는데 필요한것은 아까전에도 제가 말했듯이 베이스,컬렉터,이미터를 알면되구요 제일 중요한것은 맥시멈 래이팅이라고 해서 밑에 먼가가 짝 나열되어있는데요 제일 먼저 보아야할것이 컬렉터 전류 150mA 그리고 베이스 전류 50mA라는것을  보시면됩니다.

우리가 회로를 만들때 어떤 TR이 들어가는데 이넘에 TR이 견뎌낼수있는 허용전압과 전류치가 얼마나 되는지 알아야한다는거 잊지마세요.  그담이 컬렉터와 베이스 전압 60v 컬렉터 이미터 전압60v 이미터와 베이스 전압은 5v라고 허용전압이 나와있습니다.그리고collector power라고 적혀있는 곳 최대 전력은 400mW이고 견뎌낼수있는온도가 125도 온도가 영하권에서는 -50도 까지 견딘다고 적혀있는것입니다. TR이 작동할수있는 온도입니다.

이렇게 데이터시트를 본다음에 일단은 전압은 크게 신경쓰지마시고 제 가 이전에 말씀드린 저항을 이용해서 저항값으로 전류값을 계산해서 TR의 허용전류치를 맞추어서 회로를 만들면 되겠습니다. 그럼 위 사진을 보듯이 저 맥시멈허용치를 넘어가면 어떻게 될까요? 답은 하나일것입니다. 열이 많이 난다던가 고장난다던가 터지던가....저는 첨에 할때 많이 터트려 먹었습니다.

그리고 열이 100도 넘어가면 TR에서 스물스물 이상한 냄세가 납니다. 꼭 반도체들은 데이터 시트를 찾아서 확인하고 작업에 착수하시길바랍니다.트랜지스터 1부는 여기까만 포스팅하겠습니다. 담에는 트랜지스터를 이용한 회로를 보면서 설명드리고 좀더 트랜지스터의 기능에대해서 알아보겠습니다.

기본적으로 LED깜빡이를 만들때 혹은 간단한 구형파를 만들때 많이 쓰이는 비안정바이브레이터회로 인데요 왜 비안정인지 왜 바이브레이터라고 하는지설명을 해보도록하겠습니다.