1. BJT 트랜지스터의 전류 이득 (Current Gain)
ㅇ 3 단자 증폭 소자인 BJT 트랜지스터의 회로 구성에서, 단자 전류의 증폭 비율
ㅇ 주로, BJT 활성모드 하의 전류 이득을 말함 ☞ BJT 전류 관계 참조
ㅇ 구분
- 공통 이미터 구조에서의 전류 이득 : 직류 베타 βDC, 교류 베타 βAC
- 공통 베이스 구조에서의 전류 이득 : 직류 알파 αDC, 교류 알파 αAC
2. 공통 이미터에서, 전류 이득 : β (베타)
※ 공통 이미터 구조에서 `전류 증폭률` : βIB = IC
- 작은 베이스 전류에 대해, 컬렉터 전류가 늘어나는(증폭되는) 비율
. 구조상으로 베이스 영역은, 중간 도핑되고, 전류 증폭률이 크도록 폭이 매우 얇게 만들어짐
ㅇ 직류 베타 (dc beta) : βDC, hFE
- 때론, `직류 전류 이득(DC Current Gain)`,`공통 이미터 전류 이득` 등으로도 불리움
- 직류 컬렉터 전류를 직류 베이스 전류로 나눈 것
. βDC = IC/IB = hFE
- 특징
. β ≫ 1
. 온도, 트랜지스터 특성 편차 등의 변동성에 따른 영향에 취약함
ㅇ 교류 베타 (ac beta) : βAC, βac, hfe
- 또는, `교류 전류 이득(AC Current Gain)`이라고도 불리움
- 교류 컬렉터 전류를 교류 베이스 전류로 나눈 것
. βAC = △IC/△IB | Vce=일정 = ic/ib = hfe
- 특징
. 특정 고정된(바이어스 하에서) Q 점에서의 기울기를 나타냄
. 교류 베타 βAC는, 비선형적으로 변할 수 있음
.. 즉, 직류 컬렉터 전류량에 따라, 기울기(βAC) 값이 변하게됨
.. 또한, 출력 부하 변동에 대해서도 영향을 받음
※ 수치 例)
- 저전력(1 W 미만) 트랜지스터 = 100~200 정도
- 고전력(1 W 이상) 트랜지스터 = 20~100 정도
* 일반적으로 상수 이득이라고 가정하나,
. 컬렉터 전류, 온도 변화, 트랜지스터 종류, 신호 주파수 등에 따라 그 값이 달라짐
※ 공통 이미터 구조 하에서 만, 전류 증폭 작용이 제법 크게 됨
3. 공통 베이스에서, 전류 이득 : α (알파)
※ 공통 베이스 구조에서 `전자 전달율` : αIE = IC
- 이미터 전류(npn:전자류,pnp:정공류)가 컬렉터 측에 전달/도달되는 비율
ㅇ 직류 알파 (dc alpha) : αDC
- 직류 컬렉터 전류를 직류 에미터 전류로 나눈 것
. αDC = IC/IE
- 또는, `정적 순방향 전류전달비`,`전류 증폭률` 등으로도 불리움
ㅇ 교류 알파 (ac alpha) : αAC
- 교류 컬렉터 전류를 교류 에미터 전류로 나눈 것
. αAC = iC/iE
※ 수치 例) 1 보다 약간 낮음 (대부분의 이미터 전류가 그대로 컬렉터 전류로 흐르게 됨)
- 이상적인 경우 : α = 1
- 통상적인 경우 : α가 0.95 ~ 0.99 정도로 1 보다 약간 작음
- 저전력(1 W 미만) 트랜지스터 α < 0.99 정도
- 고전력(1 W 이상) 트랜지스터 α > 0.95 정도
※ 공통 베이스 구조 하에서는, 전류 증폭 작용은 거의 없게 됨
4. `직류 알파`와 `직류 베타` 간의 관계식
ㅇ 키르히호프의 법칙으로부터, 활성모드에서, 두 전류 이득 파라미터 간의 관계식은,
[# I_E = I_B + I_C = (1+β)I_B = \frac{1+β}{β}I_C \\~\\
\frac{1}{α} = \frac{I_E}{I_C} = 1 + \frac{I_B}{I_C} = 1 + \frac{1}{β} =
\frac{β+1}{β} \\~\\
α = \frac{β}{1+β} \quad β = \frac{α}{1-α} #]
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