BJT 스위치 회로 해석

BJT를 이용한 스위치 회로는 다음과 같다.

 

 

ON일 때 베이스에 흐르는 전류는 다음과 같다.

        I_B = (V_In - 0.7) / R1

 

이 때 콜렉터에 흐를 수 있는 최대 전류는 다음과 같다.

        I_C = VCC / R3

 

ON일 때 베이스에 흐르는 전류가 커질수록 콜렉터에 흐르는 전류는 커진다. 베이스에 흐르는 전류가 작으면 콜렉터에 흐르는 전류가 작아져 V_Out의 전압이 상승한다.

 

 

계산 예#1

VCC=+24V, R1=47kΩ, R3=47kΩ라면 베이스 전류는 다음과 같다.

        I_B = (24 - 0.7) / 47kΩ = 0.5mA

 

콜렉터에 흐를 수 있는 최대 전류는 다음과 같다.

        I_C = 24 / 47kΩ = 0.5mA

 

아래 그래프는 MMBT2222의 포화영역을 나타낸다. 베이스 전류가 0.5mA이고 콜렉터 최대 전류가 0.5mA라면 Q1의 콜렉터-에미터 전압은 거의 0V이다.

 

 

V_In이 0V일 때 V_Out은 +24V이다. R3가 커지면 V_Out의 전압이 떨어진다. R3는 최대 47MΩ 정도까지 사용할 수 있지만 R3가 커지면 스위칭 동작 중 전압의 상승시간이 증가한다.

 

계산 예#2

VCC=+5V, R1=10kΩ, R3=10kΩ라면 베이스 전류는 다음과 같다.

        IB = (5 - 0.7) / 10kΩ = 0.43mA

 

콜렉터에 흐를 수 있는 최대 전류는 다음과 같다.

        IC = 5 / 10kΩ = 0.5mA

 

위 그래프에서 베이스 전류가 0.43mA이고 콜렉터 최대 전류가 0.5mA라면 Q1의 콜렉터-에미터 전압은 거의 0V이다.