실무자가 들려주는 트랜지스터란
트랜지스터란
두가지 역할을 할 수 있는 아주 중요한 소자 입니다.
첫 번째로 회로 내부에서 소자를 껏다 켰다 할 수 있는 "스위치 작용"
두 번째로는 회로 내부의 "전류를 증폭시키는 작용"
트랜지스터 또한 자주 사용되는 회로 소자 중 한가지 입니다.
트랜지스터의 특징
트랜지스터는 금속 판이 있는 고출력 트랜지스터와 금속판이 없는 소형, 저전력 트랜지스터로 구분됩니다.
트랜지스터는 E,B,C의 리드 선이 있는데 각 이름은 [ E 이미터 ], [ B 베이스 ], [ C 컬렉터 ] 라고 부릅니다.
각 선의 역할은 NPN과 PNP마다 다르기 때문에 아래에서 따로 자세하게 다루어 보도록 하겠습니다.
트랜지스터의 동작
트랜지스터의 동작은 물이 흐르는 파이프 라인의 스윙게이트라 하는 것과 유사합니다.
아래의 사진은 NPN 트랜지스터의 동작하는 모습입니다.
컬렉터에서 물이 나오고 있지만 노란색 바가 그 길을 막고 있습니다.
베이스라고 적힌 곳에서 물이 나오는 만큼 노란색 바가 움직이게 됩니다.
아래의 그림은 그 모습을 그린 모습입니다.
베이스에서 물이 많이 나오게 된다면 이미터에 훨씬 많은 양의 물이 흐르게 되는 것이죠.
아래의 그림은 그 모습을 그린 모습입니다.
위 그림을 통해 우리가 이해한 동작을 설명해보겠습니다.
NPN 트랜지스터에서 이미터에 흐르는 물의 양(전류)는 컬렉터에서 오는 물 뿐만 아니라 베이스에서 나오는 전류까지 더해져서 흐르는 것을 알 수 있습니다.
실제로 전기적으로도 저 파이프라인의 물과 같이 전류가 흐르게 됩니다.
보통 1mA 이하의 전류 정도가 베이스에 흐른다
트랜지스터를 사용하여 전류 증폭을 할때 증폭 효율을 "전류 게인"이라고 하는데 이를 구하는 공식은 아래에 적어 두겠습니다.
베타 = 컬렉터 전류 / 베이스 전류
컬렉터 전류 = 베이스 전류 x 베타
베이스 전류 = 컬렉터 전류 / 베타
트랜지스터의 베이스에는 일반적으로 0.5~0.6v 정도의 전압을 걸어주게 됩니다.
또한 트랜지스터는 전압과 전류를 초과했을때 폭발하게 됩니다.
NPN 트랜지스터
전류가 C에서 E로 흐르는 특징이 있습니다.
트랜지스터의 베이스에 0.5~0.6v 정도의 전압을 연결해주면 컬렉터와 이미터가 연결됩니다.
PNP 트랜지스터
전류가 E에서 C로 흐르는 특징이 있습니다.
트랜지스터의 베이스에 0.5~0.6v 정도의 전압을 연결해주면 이미터와 컬렉터가 연결됩니다.
언제 PNP가 사용하고 언제 NPN을 사용하는지 궁금해하실것 같습니다.
NPN을 사용한 회로를 가볍게 봅시다.
왼쪽의 스위치를 연결했다 끊으면서 주회로의 LED의 껏다 켜는 회로입니다.
그럼 PNP의 회로를 가볍게 봅시다.
PNP도 마찬가지로 왼쪽의 스위치를 연결했다 끊으면서 주회로의 LED의 껏다 켜는 회로입니다.
이 두 회로의 차이점은 무엇일까요?
눈치가 빠른 사람은 아셨을 수도 있지만, 전류가 흐르는 방향이 반대입니다.
결론을 지어보겠습니다.
회로의 GND(그라운드)를 연결해야 하는 상황이라면 NPN 트랜지스터를 사용하면 됩니다.
회로의 VCC(전원 공급단)과 연결해야하는 상황이라면 PNP 트랜지스터를 사용하면 됩니다.