BJT vs. FET: 두 가지 트랜지스터 비교
1. BJT(양극성 접합 트랜지스터)
- 구조: PN 접합이 두 개로 구성된 3단자 반도체 소자(NPN 또는 PNP 타입)
- 작동 원리:
- 전류 제어 소자
- 베이스(Base) 전류의 크기에 따라 컬렉터(Collector)와 이미터(Emitter) 간의 전류가 증폭됨
- 전하 운반체: 전자와 정공(양극성)
- 장점: 높은 전류 이득, 빠른 스위칭 속도
- 단점: 베이스 전류가 필요하므로 높은 입력 전류 요구
2. FET(전계 효과 트랜지스터)
- 구조: 반도체 채널(N형 또는 P형)과 게이트(Gate) 단자가 존재
- 작동 원리:
- 전압 제어 소자
- 게이트에 가해지는 전압에 따라 소스(Source)와 드레인(Drain) 간의 전류가 흐름
- 전하 운반체: 단극성(전자 또는 정공만)
- 장점: 높은 입력 임피던스(낮은 전력 소모), 게이트 전류가 거의 없음
- 단점: 출력 전류가 BJT보다 상대적으로 낮을 수 있음
3. BJT와 FET의 주요 비교
| 구분 | BJT | FET |
|---|
| 제어 방식 | 전류 제어(베이스 전류) | 전압 제어(게이트 전압) |
| 전하 운반체 | 양극성(전자 + 정공) | 단극성(전자 or 정공) |
| 입력 임피던스 | 낮음 | 매우 높음 |
| 출력 전류 | 높은 출력 전류 가능 | 비교적 낮음 |
| 속도 | 스위칭 속도 빠름 | CMOS 기술에서는 매우 빠름 |
| 전력 소모 | 더 많은 입력 전류 소모 | 낮은 전력 소모(게이트 전류 거의 없음) |
4. 사용 예시
| 상황 | BJT 사용 예시 | FET 사용 예시 |
|---|
| 고전력 회로(출력 전류) | 전력 증폭기, 모터 제어 | 낮은 전력 소모가 중요한 경우는 비추천 |
| 저전력 회로(배터리 사용) | 베이스 전류 소모로 비효율적 | 스마트폰, 노트북(배터리 기반 장치) |
| 고속 스위칭 회로 | RF 및 통신 증폭기(고속 요구 시) | CMOS 기반 디지털 회로, 로직 게이트 |
| 아날로그 증폭 | 오디오 증폭기, RF 신호 증폭 | 고입력 임피던스가 필요한 입력 회로 |
5. 선택 기준 정리
- BJT는 고출력 전류가 필요하거나 아날로그 증폭에 유리
- FET는 저전력 소모 및 디지털 회로에 적합
결론:
디지털 회로나 저전력 설계에는 **FET(CMOS 기반)**이 필수적이고, 전력 증폭이나 고속 아날로그 증폭에는 BJT가 유리합니다. 최적의 선택은 회로의 전류/전압 요구 조건에 따라 결정됩니다.