[📃칼럼] 트랜지스터에 대한 생각

[액시온(snulogom)]

트랜지스터는 그냥 답이 없음

애초에 이걸 고등학교 교육과정에 넣을 생각을 한 사람에게 뭔 생각인지 물어보고 싶음

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결국 6평 문제와 같이 이런 전압 분배 바이어스 회로를 어떻게 해석할 건지에 대한 문제이고, 가장 큰 화두는

'베이스와 이미터 사이의 전압'을 어떻게 볼지라고 할 수 있음

ㄷ번을 풀 때 풀이의 사고방식이 다음과 같은 건 자명함

가변 저항의 저항값 증가 → 베이스 전위 높아짐 → 이미터 전위 높아짐 → 이미터 전류 증가 → 컬렉터 전류 증가

그런데 여기서 2번째와 3번째 단계 사이에서 베이스와 이미터 사이의 전압이 일정하든, 증가하든 답은 똑같음

하지만 그래서 이게 증가를 하는거냐 일정한거냐라는 질문은 나올 수 밖에 없고, 여러 사설 문제나 해당 문제의 해설지로 이 주제가 출제되면 말이 다 다름

덕분에 물2갤에 많이 올라오는 질문 중 하나가 된듯

결국 교육과정의 문제인데, 물리학1에서 다이오드를 겉핡기식으로 배워서 생긴 문제

이상적인 다이오드는 역전압이면 저항이 무한대이고 순전압이면 저항이 0임 즉, 역전압이면 다이오드를 통과한 전류는 0이고 순전압이면 그대로 다 통과함

하지만 실제 다이오드는 당연히 이러지 않고 순전압이면 다이오드에 걸린 전압과 다이오드를 통과한 전류가 지수함수의 꼴을 가짐

이걸 Shockley Diode Equation이라고 함

- 정확히는 이렇게 생김

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이제 트랜지스터로 돌아오면 트랜지스터 역시 당연하게도 이상적인 트랜지스터인지, 실제 트랜지스터인지에 따라 이게 다르게 됨

(1) 이상적인 트랜지스터의 경우

순방향 다이오드를 이상적인 다이오드로 생각함

이경우 활성 영역에서 특성 곡선은 상수임

이러한 경우 베이스와 이미터 사이의 전압은 일정하고(보통 0.7V), 전류 증폭률 역시 일정함(보통 100정도)

(2) 실제 트랜지스터

순방향 다이오드를 Shockley equation을 따르는실제 다이오드로 생각함

이경우 활성 영역에서 특성 곡선은 상수가 아님

이러한 경우 활성영역에서 베이스와 이미터 사이의 전압은 일정하지 않으며, 전류 증폭률 역시 일정하지 않음

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따라서 6평 문제로 돌아오면, 6평의 경우 전류 증폭률이 일정하므로

가변 저항의 저항값 증가 → 베이스 전위 높아짐 → '전류 증폭률이 일정한 트랜지스터이므로 베이스와 이미터 사이의 전압은 일정하고, 따라서 이미터 전위 역시 증가한다' → 이미터 전위 높아짐 → 이미터 전류 증가 → 컬렉터 전류 증가

라고 봐야한다고 생각함

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교육과정이 너무 개판이라 사실 트랜지스터를 뭘 어떻게 출제하겠다는 건지 잘 모르겠음

어렵게 정량적으로 낸다면 베이스와 이미터 사이의 전압과 전류 증폭률 및 베이스 전류에 대한 조건을 발문에 다 줘야만 한다고 봄

[익명(211.55)]

이거 인혁이형이 그냥 저항 하나가 전지역할 하는거고 저항의 저항비로 전압이 분배되는걸로 생각하고 나머지는 따지지 말라함..

[익명(211.55)]

7월 교육청문제가 가변저항에 가해지는 전압이 낮아지면 전류가 낮아진다 뭐 이런거 묻는 문제 맞나? 그거도 인혁이형이 해설했는데 잘못냈다는 식으로 말함... 인혁이형도 그렇고 기범이형도 그렇고 둘다 말하는거 들어보면 도대체 이걸 어떻게 설명해야하는지에 대한 고뇌가 느껴짐.

[익명(211.55)]

솔직히 저 문제랑 똑같은 형태의 예제가 교과서에 있긴 한데 교과서 내용으로 설명이 안되긴 함... ㄹㅇ 트랜지스터는 재앙이다

[익명(211.55)]

병신같이 바이어스 전압에 관련된 설명도 팔다리 다 짤라놓고 사인파형 짤리는거 하나 던져놓은게 ㄹㅇ 레전드인듯. 걍 교과서에 있는 내용으로 설명하라 그러면 평가원 교수들도 설명 못하는게 지금 트랜지스터라서 저 문제 이상으로는 절대 못나올듯.. 걍 트랜지스터는 교과서 예제 수준에서 내야됨

[캠브리지물리학과(hyunsin0425)]

어쨌든 그래서 트랜지스터는 복잡하게 못나온다고?

[익명(121.178)]

열역학도 마찬가지 아닌가? ㅅㅂㅋㅋ 뭔가 더 깊이 안하고 발만 담구는 느낌 왜 넣은건지. 아예 열 뺄때 다 빼지

[익명(182.216)]

왜 이번 교육과정은 기본적인 것들 전부 다빼놓고 교과과정에서 이해불가능한 트랜지스터를 내놓는거임?

[익명(122.42)]

근데 이거 예전부터 궁금했던건데 어차피 복잡하게 안나올것같아서 딱히 알아보지는 않았던 질문인데, "가변 저항의 저항값 증가 → 베이스 전위 높아짐 → '전류 증폭률이 일정한 트랜지스터이므로 베이스와 이미터 사이의 전압은 일정하고, 따라서 이미터 전위 역시 증가한다' → 이미터 전위 높아짐 → 이미터 전류 증가 → 컬렉터 전류 증가" 이 과정을 보면, 저항값 하나만 올렸을 뿐인데 이미터 컬렉터 전압 전류 어디하나 줄어드는거 없이 싹다 늘어나기만 하는 무안단물급 성능을 보여주는데, 저렇게 좋은거면 걍 처음부터 저항을 존나 크게 해두면 좋지 않음?

[익명(122.42)]

애초에 진짜 걍 늘어나기만 하는게 어떻게 가능한건지도 모르겠고

[익명(211.55)]

고등학교식 트랜지스터에서만 성립함

[익명(122.42)]

그러니까 "분배"라면 어딘가에는 뭔가 줄어드는 놈이 있어야되는데 저기에서는 전부 다 늘어나기만 하잖아

[익명(211.55)]

그니까 이상적인 트랜지스터에선 성립한다는거. 전류 증폭률이 일정하다고 가정하면 Ib만 늘어나면 Ic도 무조건 늘어남. 6평 논리는 그걸로 적용한거고 교과서 예제도 그 느낌으로 되어있음

[익명(122.42)]

그러면 실제 트랜지스터는 저항을 늘리면 증폭률이 줄어드는식으로 밸런스를 맞추겠구나..어쩐지 현실이라기에는 너무 좋은점만 있다 했어

[ㅅㅅ(223.62)]

ㄷ선지 이해하기 편한 방법: 저항 상승→전류가 안흐름→ 이미터로 몰림→ 자연스럽게 컬렉터도 증가

[.(211.201)]

근데 궁금한게 있는데요, 이미터 전위가 늘어나면 이미터 전류가 늘어난다 라고 하셨는데 이게 이미터 내부저항이 일정해서 V=IR에의해 이미터 전류가 늘어나게 되나요?