BJT Active Region, BJT Active Mode   BJT 활성 영역, BJT 활성 모드

1. [BJT 동작영역]  BJT 활성 영역 (Active)

  ㅇ 용도 : 주로, 증폭기로 사용하기 위한 영역임

  ㅇ 바이어스 조건
     - 이미터-베이스 접합은, 순 바이어스 
     - 베이스-컬렉터 접합은, 역 바이어스

  ㅇ 명칭
     - `선형 동작`, `직선 영역`, `활성 영역`, `정상동작영역` 등으로도 불리움


2. [BJT 동작영역]  BJT 활성영역의 특징
 
  ㅇ 출력인 컬렉터 전류(IC)는, 베이스 이미터 전압(VBE)에 지수 의존성을 갖음
     - VBE의 변화에, IC 변화로 반응함 (VBE 의존성이 큼)
     - VCE의 변화에는, IC 값이 일정 (VCE 의존성 없음)

  ㅇ 컬렉터 전류가 베이스 전류에 선형적인 관계를 갖음
     - 즉, 전류증폭률이 큼  (IC = βIB, β≫1)              ☞ BJT 전류 증폭률 참조

  ㅇ 결과적으로, 활성영역은, 주로 증폭기 동작에 사용됨                     ☞ 증폭기 참조


3. [BJT 동작영역]  BJT 활성영역 하의 컬렉터 전류

  ㅇ (지수 의존성)  베이스 이미터 전압(VBE)의 변화에 따라 컬렉터 전류(IC)가 지수 의존성을 갖음
     -  IC = Is exp(VBE/VT)              ☞ 쇼클리 다이오드 방정식 참조
        . 여기서, exp(VBE/VT) >> 1로 가정
        . IS : 포화전류
        . VT = kT/e : 열전압(Thermal Voltage), 실온(T=300 K)에서 대략 26 mV 
           .. k : 볼츠만 상수 (1.381x10-23 [J/K])
           .. T : 절대 온도 [K] (실온, T=300 K)
           .. e : 전자 전하량 [C] (1.602 x 10-19 [C])

     - 전압 VBE의 변화가 컬렉터 전류 IC의 변화를 주면서, 
        . vBE에 의해 제어되는 전압 제어 전류원 특성을 갖음

     - 한편, VBE에 따른 IC의 의존성을 척도화하면,  ☞ 트랜스 컨덕턴스 gm 참조
        .  gm = ∂IC/∂VBE

  ㅇ (전류 이득)  작은 베이스 전류에도 큰 컬렉터 전류가 흐르는 선형적인 관계를 갖음 
     -  IC = βIB (β≫1)                            ☞ BJT 전류 증폭률 참조
        . 여기서, β : 공통 이미터 전류 이득 (β = 50 ~ 200 정도)


4. [BJT 동작영역]  BJT 활성모드에서 소수 반송자 분포