트랜지스터의 원리
반도체는 기본적으로 실리콘 원자를 사용한다. 반도체의 종류는 아래와 같다.
P형 반도체
- 전자가 하나 부족한 원소를 넣으면 빈구멍(양공)이 생긴다
- 전자가 이전 구멍으로 들어가면 구멍이 이동 (전류가 흐르는 방향)
- 양공은 + 를 띈다
N형 반도체
- 전자가 하나 많아서 자유전자가 돌아다니면서 전류를 흐르게 한다.
- 자유전자가 -를 띈다
공핍영역
P형 반도체와 N형 반도체 두개가 연결되면 경계면의 전자들이 양공으로 들어가게 되고
중성상태 원자가 전자를 하나 받으면 -를 띄게 된다. 중성상태 원자가 전자를 하나 뺏기면 +를 띄게 된다. 그러면 이 경계면은 더이상 전자가 이동할 수 없는 상태가 되는데 이걸 공핍영역이라고 한다. 공핍영역이 되면서 N부분은 +를 띄게 되었고 P부분은 -를 띄게 되었다. 그러면 +에서 -의 방향으로 자기장이 형성된다.
이상태로 전지를 연결했을때 -에 -를 연결하면 음극이 되는데 그렇게 되면 양전하를 띈 양공들이 끌려나오게 된다. 반대로 +에서도 전자들이 +로 이동을 하게 되는데 이러면 공핍영역이 확대가 되어 더 강력해지고 움직일 수가 없게된다.
이상태에서 전지를 반대로 하면 양공은 같은 극에 대한 반발로 반대로 이동하게 된다. 그리고 전자들은 반대방향으로 이동하게 된다. 전자들이 반대방향으로 이동할때 공핍영역에 고정되어 있는 전하층을 만나게 되지만 인공적으로 거는 전압이 워낙 세서 무시하고 넘어갈 수 있게되고, 전류가 흐르게 된다.
순방향과 역방향 이렇게 전류가 흐르게 하려면 같은 전하를 가진 전압을 연결하면 되는데 이걸 순방향이라고 한다. 반대로 전류가 흐르지 못하는 방향을 역방향이라고 한다.
- p형(양공)쪽에 + , n형(전자)쪽에 - 를 두면 순방향
- p형(양공)쪽에 - , n형(전자)쪽에 + 를 두면 역방향
pnp로 세팅을 해두고 p-n의 순방향과 역방향을
전압을 높여주면 밑으로 흘러가는 양공들도 있지만 N형반도체를 뛰어넘는 양공들이 생기게된다.