트랜지스터의 개요 ＜ 분류 ＞
현대 전자 장치의 초석 인 트랜지스터는 무수한 응용 분야에서 전기 신호의 제어, 증폭 및 전환을 용이하게합니다.이러한 다목적 구성 요소는 설계, 통합 및 기능을 반영하는 몇 가지 기준에 따라 분류되어 특정 전자 환경에서 최적의 선택 및 사용할 수 있습니다.저전력 장치의 미세한 전류 관리에서 산업용 기계의 고전력 응용 분야 처리에 이르기까지 트랜지스터는 필수적인 역할을합니다.
이 기사에서는 형상, 구조, 운영, 허용 전력 및 통합 유형에 따라 전자 회로 설계에 대한 고유 한 특성, 작동 역학 및 실제적 영향을 측정하는 다양한 트랜지스터의 다양한 분류를 탐구합니다.이러한 분류를 이해하면 구성 요소 선택에서 엔지니어와 디자이너를 AIDS 엔지니어와 디자이너뿐만 아니라 전자 장치의 효율성과 성능을 향상시켜 기술 개발의 혁신을 주도합니다.
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그림 1 : 트랜지스터의 유형
모양 별 분류
트랜지스터 폼 팩터는 전력 관리 및 설치 방법을 모두 결정합니다.트랜지스터는 주로 리드와 표면 장착의 두 가지 유형으로 분류됩니다.
리드 트랜지스터는 회로 보드에 납땜 된 확장 된 핀을 특징으로하는 전통적인 선택입니다.이들은 충분한 공간이 있고 구성 요소를 교체하는 것이 우선 순위가있는 상황에 적합합니다.긴 리드는 수리 및 수정 중에 납땜 및 황폐화가 더 쉬워지며, 이는 프로토 타이핑 및 유지 보수가 많은 환경에 특히 유용합니다.
반면, 표면 장착 트랜지스터는 소형 장치에 대한 경향을 지원하는 소형 프로파일을 갖춘 최신 전자 설계를 나타냅니다.이 트랜지스터는 회로 보드 표면에 직접 장착되어보다 컴팩트 한 설계와 조밀하게 포장 된 회로의 공간을 최적화 할 수 있습니다.이 장착 스타일은 전기 신호의 경로 길이를 줄임으로써 전기 성능을 향상시키고 보드와의 직접 접촉을 통해 열 소산을 향상시킵니다.이는 성능 안정성을 유지하고 장치의 수명을 연장하는 데 도움이됩니다.
건축에 따른 분류
트랜지스터는 내부 구조 및 작동 메커니즘을 기반으로 양극 접합 트랜지스터 (BJT)와 FINT 이펙트 트랜지스터 (FET)의 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다.각 유형은 고유 한 특성으로 인해 다른 응용 프로그램을 제공합니다.
양극 접합 트랜지스터 (BJT)
그림 2 : BJT 구조
BJT는 전자와 구멍을 모두 사용하여 작동하여 "바이폴라"지정을 얻습니다.이들 트랜지스터는 P- 타입 및 N 형 반도체 재료의 교대 층으로 구축되어 2 개의 PN 접합이 생성된다.여기에는 Emitter (E), Base (B) 및 Collector (C)의 세 개의 터미널이 있으며 NPN 및 PNP의 두 가지 구성으로 제공됩니다.BJT에서,베이스 터미널에 주입 된 작은 전류는 이미 터에서 수집기로 흐르는 더 큰 전류를 제어한다.이를 통해 BJT는 3 개의 별개의 영역에서 기능 할 수 있습니다.
• 컷오프 영역 : 트랜지스터는 비전도입니다
• 활성 영역 : 트랜지스터는 신호를 증폭시킵니다
• 포화 영역 : 트랜지스터는 완전히 전도성이 뛰어나 스위치 역할을합니다.
입력과 출력 전류 간의 직접적인 관계와 함께 BJTS의 정확한 제어는 오디오 증폭 및 디지털 스위칭 시스템과 같은 응용 프로그램에 이상적입니다.
현장 효과 트랜지스터 (FET)
BJT와 달리 FETS는 반도체 채널에 적용되는 전기장을 통한 전기 전도성을 제어하여 전압에 민감한 환경이보다 효율적입니다.FET에는 정션 피트 (JFETS), 금속 산화물-세미 도자 페트 (MOSFETS) 및 금속 세미 도자 페트 (MESFET)가 포함됩니다.
높은 입력 임피던스로 알려진 JFET은 주로 아날로그 회로에 사용됩니다.MOSFETS는 디지털 회로에서 일반적이며 빠른 전환 기능과 높은 통합 용량에 선호됩니다.소형 전자 장치에 적합합니다.
그림 3 : 필드 효과 트랜지스터
반면에 MESFETS는 고주파 응용 프로그램을 위해 설계되었습니다.전자 레인지 통신 및 레이더 시스템과 같은 극한 주파수에서 강력한 성능이 필요한 환경에서는 이상적입니다.이 분류는 정확한 FET을 특정 전기 및 운영 요구를 충족시켜 회로 설계의 최적의 성능과 효율성을 보장 할 수 있도록합니다.
운영에 따른 분류
트랜지스터는 배관 시스템의 밸브와 매우 유사한 회로 내의 전기 흐름을 조절합니다.그들의 운영은 설계 및 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 적응합니다.
그림 4 : NPN 및 PNP 트랜지스터
• NPN 트랜지스터 작동
NPN 트랜지스터는 이미 터에서 수집기로의 전자 흐름을 쉽게 촉진 하여이 움직임을 시작하기 위해베이스에서 작은 전압 만 필요합니다.베이스에 전압을 적용하면 트랜지스터가 열립니다. 전기가 통과 할 수 있습니다.전압을 제거하면 '닫힙니다'는 흐름을 중지합니다.이 온 오프 기능은 조정 가능하며 전류를 정확하게 제어 할 수 있습니다.
기술자는 종종 회로 테스트 및 문제 해결 중에 정확한 조정을 위해 NPN 트랜지스터를 사용합니다.이들은 가변 속도 드라이브, 자동 제어 시스템 및 반응 형 전자 스위칭과 같은 전류 흐름의 세심한 제어가 필요한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
• PNP 트랜지스터 작동
PNP 트랜지스터는 구멍 (전자 부재)을 전하 담체로 사용합니다.베이스에서의 적용된 전압은 이미 터에서 수집기로의 구멍의 흐름을 반비례합니다.베이스에 음의 전압을 적용하면 트랜지스터를 '열기'하여 전류가 흐르도록합니다.전압 부족 또는 양의 전압 '닫기'로 전류 통로를 방지합니다.
이 트랜지스터는 기존의 전류 흐름 (양수에서 부정까지)이 반전이 필요한 설계에 사용됩니다.이들은 일반적으로 보완 논리 회로 및 충전 펌프 회로에 사용되며 다양한 전자 시스템에서 전력 관리의 유연성과 효율성을 향상시킵니다.
허용 전력에 따른 분류
트랜지스터는 전력 처리 기능을 기반으로 분류되므로 다양한 응용 프로그램에 적합합니다.
작은 신호 트랜지스터
작은 신호 트랜지스터는 저전력 조건에서 작동하는 동안 약한 전기 신호를 증폭시킵니다.이 트랜지스터는 작은 전류를 처리하고 더 높은 주파수에서 작동하여 정확한 전자 신호 전달에 이상적입니다.소비자 전자 장치에서 오디오 장치의 LED 및 릴레이를 구동하거나 신호를 증폭하여 오디오 입력이 왜곡되지 않고 처리되도록합니다.
작은 스위칭 트랜지스터
작은 스위칭 트랜지스터는 빠른 스위칭 작업을 위해 설계되었으며 신호를 증폭시킬 수도 있습니다.다양한 HFE (현재 게인) 값을 지원하여 다재다능한 성능과 신속한 응답 성을 제공합니다.디지털 회로 및 통신 시스템에서 인기있는이 트랜지스터는 소비자 가제트에서 산업 제어에 이르기까지 다양한 전자 구성에서 적응성에 대해 높이 평가됩니다.
전원 트랜지스터
전원 트랜지스터는 상당한 전력 레벨을 처리하도록 만들어졌습니다.이 트랜지스터는 상당한 전류 및 전압을 관리하며, 일반적으로 열 축적을 완화하여 내구성 및 성능 안정성을 향상시키기 위해 방열판으로 강화됩니다.전원 공급 장치의 오디오 증폭 및 전압 조절과 같은 고전력 애플리케이션에 사용됩니다.전력 트랜지스터는 효율성을 손상시키지 않고 강력한 에너지 처리가 필요한 시스템에 적합합니다.
고주파 트랜지스터
고주파 트랜지스터는 매우 빠른 속도를 요구하는 작업에 맞게 조정됩니다.주파수 응답 기능을 최대화하여 RF 및 전자 레인지 통신 시스템에 적합합니다.통신 및 신호 처리 장비에서 가치가있는이 트랜지스터는 최적의 기능 및 시스템 고장을 방지하기위한 정확한 고속 신호 처리를 보장합니다.
사진 트랜지스터
사진 트랜지스터는 전기 입력보다는 빛으로 활성화됩니다.이 장치는 빛의 강도를 전기 신호로 직접 변환합니다.안전 및 자동화 시스템에서 일반적으로 사진 트랜지스터는 간단한 광 활성화 경보부터 복잡한 산업 광학 센서에 이르기까지 반응적이고 광에 민감한 응용 프로그램을 생성하는 데 사용됩니다.
단일 접합 트랜지스터 (UJT)
단일 접합 트랜지스터는 증폭 기능이없는 스위칭 작업을 위해서만 설계되었습니다.그들의 단순성은 신뢰할 수 있고 간단한 스위치를 만듭니다.전자 기기의 메커니즘을 유발하는 데 이상적 인 UJT는 안정적인 스위치가 필요한 특정 산업 응용 분야에서 매우 중요합니다.
통합 유형에 따른 분류
트랜지스터는 단일 장치에서보다 복잡한 구성에 이르기까지 회로로의 통합에 따라 분류됩니다.
이산 트랜지스터는 개별 단위이며 회로 설계 및 프로토 타이핑의 기본입니다.이 트랜지스터는 개별적으로 포장되어 높은 다목적 성과 쉽게 교체 할 수 있습니다.통합 회로 (ICS)로의 전환에도 불구하고 회로 개발 및 테스트 중에 높은 사용자 정의 또는 수정이 필요한 곳에서 개별 트랜지스터가 사용됩니다.그들은 기술자에게 각 구성 요소의 동작을 정확하게 제어 할 수 있도록합니다.
복합 트랜지스터는 더 높은 전류 이득을 달성하기 위해 다중 양극성 접합 트랜지스터로 구성됩니다.이 어셈블리는 단일 트랜지스터가 관리 할 수없는 더 높은 전력 하중을 처리합니다.자동차 컨트롤러 및 전력 규제 시스템과 같은 전력 집약적 인 설정에서 사용됩니다.복합 트랜지스터는 성능을 향상시키면서 컴팩트 한 회로 레이아웃을 허용하여 고급 전자 제품 엔지니어들 사이에서 선호합니다.
그림 5 : 개선 된 복합 트랜지스터
디지털 트랜지스터는 내장 저항기를 표준 바이폴라 트랜지스터와 통합합니다.이 통합은 회로의 구성 요소 수를 줄여 신뢰성과 속도를 향상시킵니다.공간과 속도가 필요한 마이크로 프로세서 인터페이스 및 디지털 로직 애플리케이션에 이상적입니다.디지털 트랜지스터는 디자인을 단순화하여 디지털 장치의 더 빠른 디자인주기와 성능 향상을 이끌어냅니다.
결론
트랜지스터의 분류는 전자 시스템의 개발 및 구현을위한 기본 안내서 역할을하며 특정 응용 프로그램에 대한 올바른 구성 요소를 선택하는 구조화 된 접근 방식을 제공합니다.기본 회로 건물을위한 간단한 이산 트랜지스터를 선택하든 고전류 응용 프로그램을위한 복합 트랜지스터를 선택하든, 이러한 범주에 대한 이해는 설계자가 제품의 기능과 신뢰성을 최적화하는 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있도록합니다.또한 전통적인 리드 모델에서 고급 디지털 및 통합 구성으로의 진화는 반도체 기술의 진보적 인 특성을 강조하며, 전자 장치가 달성 할 수있는 것의 경계를 지속적으로 추진하는 소형화 및 통합의 지속적인 발전을 반영합니다.궁극적으로 트랜지스터 분류에 대한 자세한 탐색은 엔지니어와 개발자의 툴킷을 풍부하게 할뿐만 아니라보다 효율적이고 강력하며 컴팩트 한 전자 시스템 설계의 혁신을 촉진합니다.
자주 묻는 질문 [FAQ]
1. 트랜지스터 개요는 무엇입니까?
트랜지스터 개요는 모양, 크기, 핀 구성 및 장착 유형을 포함하여 트랜지스터의 물리적 및 기능적 설계 사양을 나타냅니다.이 개요는 엔지니어와 기술자에게 트랜지스터가 회로 보드에 어떻게 적합하고 다른 구성 요소와 상호 작용하는지 지시하기 때문에 엔지니어 및 기술자에게 유용합니다.예를 들어, 일반적인 트랜지스터 개요는 트랜지스터가 TO-220 패키지인지 여부를 지정할 수 있습니다.이 패키지는 3 개의 리드가있는 전력 트랜지스터에 사용되는 일반적인 크기 및 모양이며 방열판을위한 탭입니다.트랜지스터 개요를 이해하면 특정 회로 설계에 대한 올바른 트랜지스터 유형을 선택하고 올바른 설치를 보장하는 데 도움이됩니다.
2. 트랜지스터의 일부는 무엇입니까?
트랜지스터는 일반적으로 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.캐리어 (전자 또는 구멍)가 방출되는 영역.작동 중에, 에미터는 충전 캐리어의 흐름을 용이하게하기 위해 크게 도핑된다.트랜지스터의 작동을 제어하는 중간, 얇고 가볍게 도핑 된 영역.그것은 이미 터에서 수집기로 이동하는 캐리어의 게이트 역할을합니다.기지에서 이동 통신사를 수집하는 지역.일반적으로 더 높은 전압을 처리하고 대부분의 전하 운반체를 수집하기 위해 이미 터와 비교하여 더 크고 덜 무겁습니다.이 부분은 트랜지스터의 기능에 필수적이며 전자 신호를 증폭 시키거나 전환하는 능력이 잘 알려져 있습니다.
3. 트랜지스터의 특성은 무엇입니까?
작은 입력 전류를 더 큰 출력 전류로 증폭시키는 능력.트랜지스터가 켜고 끄는 속도는 디지털 응용 프로그램에 중요합니다.트랜지스터가 회로의 다른 구성 요소와 상호 작용하는 방법을 결정하는 특성.트랜지스터가 실패하지 않고 관리 할 수있는 최대 전압 및 전력을 결정합니다.이러한 특성은 오디오 장비의 신호 증폭 또는 컴퓨팅 장치의 전류를 전환하는 것과 같은 다양한 응용 분야에 대한 트랜지스터의 적합성을 정의합니다.
4. 구성 요소 분류 가란 무엇입니까?
전자 제품의 구성 요소 분류에는 기능 및 속성에 따라 구성 요소를 분류하는 것이 포함됩니다.이 분류는 재고 구성, 회로 설계 및 문제 해결에 도움이됩니다.구성 요소는 트랜지스터 및 통합 회로와 같은 활성 구성 요소로 광범위하게 분류되므로 작동하려면 전원이 필요하며 게인 또는 스위치 전류를 도입 할 수 있습니다.전원이 필요하지 않고 게인을 도입 할 수없는 저항, 커패시터 및 인덕터와 같은 수동 구성 요소.기계 및 전기 기능을 결합한 스위치, 릴레이 및 커넥터를 포함한 전자 기계적 구성 요소.
5. 트랜지스터가 스위치로 분류되는 이유는 무엇입니까?
트랜지스터는 회로에서 전류의 흐름을 제어하는 능력으로 인해 스위치로 분류됩니다.가장 간단한 형태로, 트랜지스터는 포화 (완전 켜기)와 컷오프 (완전 끄기) 상태 사이에서 구동 될 수 있으며 이진 스위치로 효과적으로 작동합니다.이 기능은 트랜지스터가 고속으로 반복적으로 켜지거나 끄는 데 사용되는 디지털 전자 제품의 기본입니다. 최신 컴퓨터 및 기타 디지털 장치의 이진 로직 작업이 가능합니다.빠르고 안정적으로 전환하는 기능은 전자 설계 및 자동화 기술에서 트랜지스터를 필수적으로 만드는 주요 속성 중 하나입니다.