일반적으로 많이 사용되는 트랜지스터에 대해 궁금한 점이 있으신가요?
DigiKey 기술 지원팀은 수년 동안 트랜지스터와 관련된 수천 건의 질문에 답변해 왔습니다. 그 중에는 2N3904, 2N2222, 그리고 2N3055와 같은 트랜지스터에 대한 전화 문의를 포함해 몇 가지 눈에 띄는 질문이 있었습니다. 이 게시글은 이러한 인기 많은 트랜지스터들을 소개하고 비교하는 가이드로, 취미인 사람, 학생, 메이커 등에게 유용한 정보를 제공합니다.
젤리빈(Jellybean) 트랜지스터란?
트랜지스터는 오랫동안 사용되어 왔으며, 설계 엔지니어들은 자연스럽게 성능이 좋은 소수의 트랜지스터를 선택해왔습니다. 일반적으로 다수의 제조사들이 공급하는 보편적인 트랜지스터를 “젤리빈” 부품이라고 부를 수 있으며, 수십년 동안은 단종될 가능성이 낮습니다.
아래 그림은 몇 가지 젤리빈 트랜지스터들 간의 관계 및 전력 증가 시 추천 제품을 보여줍니다.
상호 보완적인 NPN 및 PNP 트랜지스터
리스트에 있는 각 NPN 트랜지스터에는 상호 보완적인 PNP 트랜지스터가 있습니다. 아래 표는 주요 파라미터와 함께 각 트랜지스터들을 보여줍니다:
| NPN | PNP | VCE Max | Ic (Max) | PD (Max) |
|---|---|---|---|---|
| 2N3904BU | 2N3906BU | 40 V | 0.2 A | 0.625 W |
| TIP41BG | TIP42BG | 80 V | 6 A | 62 W |
| BDX33C (달링턴) | BDX34C (달링턴) | 100 V | 10 A | 70 W |
| TIP35CG | TIP36CG | 100 V | 25 A | 125 W |
주의:
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최대 전력 소모 (PD) 값은 트랜지스터가 이상적인 방열판에 장착된 것을 가정합니다. 실제 설계에서는 이 수치에 미칠 수 없기 때문에, 대신 안전 여유를 넉넉히 두고 설계해야 합니다. 예를 들어, 이상적인 TIP41BG의 최대 전력 소모는 62W이지만, 중대형 방열판에 장착 시 실제 기대할 수 있는 최대 전력 소모는 5~20W 정도입니다.
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표에 있는 트랜지스터 모델명에는 종종 접미사가 붙습니다. 경험상, 트랜지스터가 설계 최대치 이내에서 잘 동작하고 있다면 이 접미사가 중요하지는 않습니다. 그러나, 트랜지스터에 요구되는 성능이 증가함에 따라 주의가 필요하니, 해당 트랜지스터의 규격서를 꼭 확인해야 합니다. 예를 들어, 일반적인 TIP41의 VCE 최대는 40 V이지만 TIP41BG는 80 V를 견딜 수 있습니다.
기술 팁: 트랜지스터를 대체할 때는 특히 규격서의 사양에 주의해야 합니다. 일부 회로는 V_{CE} 나 전력 소모 측면에서 트랜지스터를 여유 있게 동작시키지만, 다른 회로는 트랜지스터를 한계에 가깝게 동작시키기도 합니다. 첫 번째 경우처럼 안전 여유가 큰 경우에는 범용 트랜지스터로 대체해도 대체로 문제가 없지만, 두 번째 경우에 범용 트랜지스터를 사용한다면 필수적으로 규격서의 사양을 검토해야 합니다.
표면 실장 트랜지스터 대체품
최근 수십 년 동안, 이 글에서 언급된 많은 부품들이 스루홀 형태에서 표면 실장 형태로 전환되었으며, 이를 통해 취미인 사람들과 학생들에게 다양한 대안을 제공하였습니다. 예를 들어, 2N3904 다이는 SOT‑23 패키지 형태인 MMBT3904로도 제공됩니다. 이 덕분에 오래된 글에 소개된 일부 설계들을 소형화할 수도 있습니다.
기술 팁: 원래의 스루홀 소자를 표면 실장 트랜지스터로 대체할 때는 주의해야 합니다. 규격서를 자세히 살펴보면, 표면 실장 소자의 경우 전력 소모에 한계가 있다는 것을 알 수 있습니다.
클래식 트랜지스터
젤리빈 트랜지스터를 이야기할 때 2N2222와 2N3055를 언급하지 않고 넘어갈 수는 없습니다. 이 두 부품은 한때 많은 일반적인 프로젝트에서 가장 먼저 선택되는 트랜지스터였습니다. 오래된 글에서 이 클래식 부품들이 언급된 것을 자주 볼 수 있습니다. 2N2222는 작은 금속 캔 패키지로 되어 있어 쉽게 알아볼 수 있으며, 마찬가지로 패키지가 더 큰 2N3055도 쉽게 알아볼 수 있습니다. 그러나 이전에 언급된 부품들은 더 낮은 비용으로 제조할 수 있어서 오늘날 이러한 대표적인 부품들의 선호도는 떨어지고 있습니다.
2N2222를 사용하는 많은 오래된 설계들은 2N3904를 사용하도록 수정할 수 있습니다. 그러나 다시 한 번 강조하지만, 회로의 동작을 꼼꼼히 검토해야 합니다. 대부분의 설계에서 트랜지스터는 설계 최대 사양 이내에서 잘 동작 하지만, 일부 설계는 2N2222를 거의 한계치까지 구동하기도 합니다. 금속 캔 패키지인 2N2222가 2N3904보다 더 많은 전력을 소모할 수 있으며, 또한 2N3904의 거의 4배에 달하는 전류를 공급할 수 있습니다. 클래식한 2N2222의 대체품으로는 PN2222ABU가 권장됩니다. 2N3055의 경우에는, 앞서 언급한 TIP35CG가 일반적으로 무난한 대체품입니다. 단, 적절한 방열판과 열 절연재를 반드시 사용해야 한다는 점이 전제조건입니다.
결론
이 게시글 작성 시점에, 디지키는 10만 개 이상의 고유한 트랜지스터 부품 번호를 공급하고 있습니다. 물론, 이 글에서 소개한 NPN과 그 상호 보완적인 PNP 트랜지스터들이 모든 설계 요구 사항을 충족할 수는 없습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 부품들은 출발점으로서 매우 훌륭하며, 부품 박스에 구비해 두기에도 충분히 유용한 소자들입니다.
트랜지스터, 대체품, 또는 구매 등에 대해 궁금한 점이 있다면 디지키 테크포럼에 방문하여 질문을 남겨보시기 바랍니다.
범용 트랜지스터 목록에 대해 동의하시나요?
여러분이 즐겨 사용하는 트랜지스터는 무엇인가요?
감사합니다,
APDahlen
저자 소개
미합중국 해안경비대(USCG) 소령(LCDR)으로 전역한 Aaron Dahlen은 디지키에서 애플리케이션 엔지니어로 근무하고 있습니다. 27년간의 군 복무 동안 기술자 및 엔지니어로서 쌓아온 그 만의 전자 및 자동화에 대한 지식은 12년간의 교단을 통해 (상호 연계되어) 더욱 향상되었습니다. 미네소타 주립대학, Mankato에서 전기공학 석사(MSEE) 학위를 받은 Dahlen은 ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology, 미국 공학 기술 인증 위원회) 공인 전기공학 과정을 가르치고, EET(Electrical Engineering Technology, 전기공학 기술) 과정의 프로그램 조정관으로 일했으며, 군 전자 기술자에게 부품 수준의 수리에 대해 가르쳤습니다. 미네소타 주 북부의 집으로 돌아와 이런 류의 연구와 글쓰기를 즐기고 있습니다.
영문 원본: What generic transistors should I keep in my parts kit?