회로계산소

회로 실험과 설계에 자주 쓰는 계산을 한곳에서. 설치 없이 바로 쓰는 전자공학 계산기 모음입니다.

English

실험 가이드

트랜지스터 β(hFE)는 왜 일정하지 않을까

NPN 트랜지스터 시뮬레이션 결과로 β, 얼리 효과, 포화 영역을 숫자로 확인합니다.

교재에서는 IC = β·IB를 쓰고 β를 상수처럼 다룹니다. 그런데 같은 트랜지스터 하나에서도 β는 전류에 따라 꽤 변합니다. PSpice NPN 트랜지스터 모델로 구한 베이스·컬렉터·이미터 전류를 정리했습니다.

1. VBE에 따른 세 전류

VBEIBIC|IE|β = IC/IBα = IC/IE
0.65 V4.559 µA587 µA592 µA1290.9916
0.70 V23.68 µA3.753 mA3.776 mA1580.9939
0.73 V64.55 µA10.61 mA10.68 mA1640.9939
0.76 V174.6 µA26.33 mA26.5 mA1510.9934

2. IC–VCE 특성과 얼리 효과

VBBVCE 0.1 VVCE 0.2 VVCE 0.3 VVCE 0.4 VVCE 0.5 VVCE 1 VVCE 3 V얼리 전압
1 V0.096 mA0.39 mA0.419 mA0.42 mA0.421 mA0.423 mA0.435 mA≈ 69 V
2 V0.597 mA1.7 mA1.87 mA1.878 mA1.881 mA1.894 mA1.945 mA≈ 73 V
4 V0.847 mA4.512 mA5.102 mA5.121 mA5.129 mA5.163 mA5.301 mA≈ 74 V

VCE가 0.3 V를 넘으면 전류가 거의 평평해지지만 완전히 평평하지는 않습니다. 1 V와 3 V 사이의 기울기를 연장하면 VCE축과 만나는 점(얼리 전압)이 세 경우 모두 약 69~74 V로 비슷하게 나옵니다. 이게 트랜지스터 출력 저항(ro ≈ VA / IC)의 정체입니다.

VCE = 0.1 V에서는 전류가 활성 영역 값의 16~32%로 줄었습니다. 두 접합이 모두 순방향인 포화 영역입니다.

3. 설계할 때는

LED 같은 부하 저항은 LED 저항 계산기, 베이스·컬렉터 저항의 전류는 옴의 법칙 계산기로 확인할 수 있습니다.