접합형 트랜지스터

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색

접합형 트랜지스터는 1947년 Bell 연구소에서 존 바딘, 월터 브래튼 그리고 윌리엄 쇼클리에 의해 발명되었다. 진공관의 전자회로 구현에서 많은 문제가 있다. 크기와 소모전력 그리고 내구성에서 많은 문제를 갖는다. 특히 스위치 개념을 적용할 때, 많은 소자가 필요한데 공간의 한계가 문제가 된다. 그래서 반도체를 이용한 스위치의 필요성이 대두 되어 개발 되었다.

스위치란 결국 전류를 흐르게 하느냐, 흐르지 못하게 하느냐 이다. 소자의 크기와 전력 면에서 반도체를 이용하면 이 문제가 해결 된다. 반도체는 n형과 p형이 있으므로 이것에 제어용 전극을 붙이면 된다. n형의 막대 중간에 제어 전극을 붙이는 방법은 p형을 중간에 끼워 넣는 방법 밖에 없다. p형이라면 n형을 넣으면 전류 제어가 가능해 진다. 이렇게 중간에 제어용으로 삽입 된 전극이 베이스(Base)가 된다. 베이스의 제어 신호는 전류에 따라 제어가 결정 된다. 입력 제어 전류의 몇배 전류가 흘러 스위치 기능이 실현 된다. 보통 전자공학에서 신호 처리는 경험적으로 대부분이 전압으로 표현 된다. 즉, 전압을 증폭하거나 스위치 한다. 베이스에 전압으로 제어를 할 수 있었으면 좋았을 것이나, 우선은 스위치 기능을 구현하는 것이 중요 했을 것이다. 나중에 제어용 입력 신호를 전압으로 하는 소자가 전계효과 트랜지스터(FET)가 개발 되었다.

오늘날 집적회로에서 CMOS 사용의 선호로 인해 관심 및 사용이 줄어들고 있으나, 이산회로등에서 접합형 트랜지스터의 잘 알려진 사실과 다양한 소자 선택이 가능해 여전히 널리 사용되고 있다.

구조[편집]

BJT PNP symbol (case).svg PNP
BJT NPN symbol (case).svg NPN
PNP형과 NPN형의 기호.

접합형 트랜지스터 구조 2가지

  • n형에 가운데 p형을 끼워 넣으면 NPN 접합형 트랜지스터가 된다.
  • p형에 제어용 전극 n형을 삽입하면 PNP 트랜지스터가 된다.

BJT 개발 초기화와는 다르게 현재의 부품 들은 그림과 같이 실리콘 웨이퍼에 평면 도핑에 의해 만들어 진다. 사진기술에 의해 n형 반도체 위에 p형과 다시 n형을 도핑한다.

NPN 접합형 트랜지스터의 간단한 단면도.
고주파용 KSY34 NPN 접합형 트랜지스터 다이, 베이스와 에미터는 본딩 와이어에 의해 외부와 연결.