トランジスタの種類

トランジスタは、信号を増幅したり、電気的に操作できるスイッチとして動作したりする半導体デバイスです。トランジスタは 3 端子デバイスで、1 つの端子 (またはリード) にわずかな電流または電圧を流して、他の 2 つの端子 (リード) 間の実質的な電流の流れを調整します。

トランジスタは真空管よりも多くの利点があるため、長い間真空管はトランジスタに置き換えられてきました。トランジスタはサイズがコンパクトで、動作にほとんどエネルギーを使用せず、ほとんど電力を消費しません。最も重要なアクティブ コンポーネントの 1 つは、トランジスタ (入力信号よりも高い出力信号を生成できるデバイス) です。

トランジスタは、増幅器、スイッチ、発振器、電圧調整器、電源、そして最も重要なデジタル論理集積回路を含む、実質的にすべての電子回路で使用されています。

トランジスタの種類

トランジスタは、電子信号を増幅または切り替えるために使用できる半導体デバイスです。バイポーラ トランジスタ (バイポーラ ジャンクション トランジスタ:BJT)、電界効果トランジスタ (FET)、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) の 3 種類です。

バイポーラ トランジスタは、電荷キャリアとして電子と正孔の両方を使用するトランジスタです。バイポーラトランジスタには、npn と pnp の 2 種類があります。

電界効果トランジスタは、主電流経路に pn 接合を持たないユニポーラ デバイスです。電界効果トランジスタには、N チャネルと P チャネルの 2 種類があります。

IGBT では、電圧駆動 MOSFET の後に大電流トランジスタが続きます。

バイポーラ トランジスタ

2 種類あります:

バイポーラ トランジスタ (BJT)

バイポーラ接合トランジスタは、接合トランジスタ (BJT) の一種です。「バイポーラ」という用語は、電流伝導に電子と正孔の両方が必要であるという事実を暗示しています。一方、「接合」という用語は PN の存在に関連しています。ジャンクション (実際には 2 つのジャンクション)。

エミッター (E)、ベース (B)、コレクター (C) は、BJT (C) の 3 つの端子です。その構造に応じて、BJT トランジスタは NPN または PNP トランジスタに分類されます。

バイポーラ接合トランジスタをオンにするのは、ベース端子への入力電流だけです。 BJT は 3 つの異なる環境で動作します。それらは次のとおりです:

• カットオフ領域:トランジスタは「オフ」状態にあり、電流が流れていないことを意味します。これは基本的にトグル スイッチです。

• アクティブ領域では、トランジスタは増幅器として機能します。

• 飽和領域:トランジスタは完全に「オン」になり、この領域では閉じたスイッチとしても機能します。

バイポーラトランジスタ (npn)

FET (電界効果トランジスタ)

トランジスタのもう 1 つの一般的な形式は、電界効果トランジスタ (FET) です。 FET は一般的に 3 つの端子を持っています (BJT のように)。ゲート (G)、ドレイン (D)、ソース (S) が 3 つの端子 (S) です。電界効果トランジスタには、電界効果トランジスタ (JFET) と絶縁ゲート電界効果トランジスタ (IG-FET) の 2 種類があり、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) としても知られています。

回路の接続用に、ベースまたはサブストレートと呼ばれる 4 番目の端子も検討します。ゲートに印加される電圧によって作成されるソースとドレイン間のチャネルのサイズと形状は、FET によって制御されます。

電界効果トランジスタはユニポーラ デバイスです。これは、機能するために大部分の電荷キャリアのみが必要なためです (バイポーラ トランジスタである BJT とは異なります)。

JFET (接合電界効果トランジスタ)

JFET (Junction-Field-Effect Transistor) は、最も単純で最も古いタイプの電界効果トランジスタです。スイッチ、アンプ、抵抗器はすべて JFET で使用されます。これは電圧制御トランジスタです。

トランジスタのゲートとソース間にかかる電圧は、トランジスタのソースとドレイン間の電流の流れを制御します。 JFET トランジスタには、N チャネルと P チャネルの 2 種類があります。

MOSFET

最も一般的で一般的なタイプのトランジスタは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ (MOSFET) です。 「金属酸化物」(通常は SiO2) という名前で示されるように、金属酸化物の小さな層がゲート領域とチャネルを分離します。

ゲート領域はソース - ドレイン領域から完全に絶縁されているため、MOSFET は絶縁ゲート FET としても知られています。 FET が構成されている主要な半導体 (シリコン) には、サブストレートまたはボディと呼ばれる追加の端子があります。ドレイン、ソース、ゲート、およびボディまたは基板は、MOSFET の 4 つの端子です。

MOSFET には、BJT や JFET に比べて多くの利点があります。その中で最も注目すべき点は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いことです。これは、集積回路設計技術の重要なコンポーネントであり、スイッチングおよび電源回路に適用されます。

結論

トランジスタは、現代の電子機器に不可欠な要素となっており、トランジスタのない世界は想像できません。このチュートリアルでは、トランジスタの分類とさまざまなタイプについて学びます。それらの用途に基づいて、BJT (NPN と PNP)、JFET (N チャネルと P チャネル)、MOSFET (エンハンスメントとデプリーション)、およびトランジスタ (小信号、高速スイッチング、電力など) について学習します。 /P>