ジャンクショントランジスタとその特性

半導体は、導体と絶縁体の両方の性質を持つデバイスの一種です。それらの電気伝導率の値は、絶縁体と導体の値の間にあります。導体（銅線など）のように電気を完全に伝導するわけではありませんが、絶縁体（ガラスなど）よりも電気を伝導できます。

さて、接合トランジスタ は、3 つの端子と 2 つの接合部を持つ半導体の一種です。スイッチとして機能したり、信号を増幅するために使用したりできます。バイポーラ トランジスタとも呼ばれます。

この記事では、さまざまなタイプの接合型トランジスタとその特性について詳しく学びます。

接合型トランジスタとは?

接合型トランジスタ は、絶縁体と導体の間の導電率を持つ半導体で構成される 3 端子能動デバイスです。

トランジスタは 1947 年に W. Bratterin からなる科学者チームによって発明されました。

ジャンクション トランジスタ またはバイポーラ接合トランジスタ

トランジスタという言葉は、転送と抵抗という2つの言葉で構成されています。これは、入力電流を低抵抗回路から高抵抗回路に転送する際のトランジスタの機能を定義します。この用語は John R. Pierce によって造られました。

ジャンクション トランジスタ の 3 つの端子 すなわち:

ジャンクショントランジスタ 電流で制御するデバイスです。電子 (負電荷を構成する) と正孔 (正電荷を構成する) の両方を電荷キャリアとして利用します。

外部直流電源を印加すると、ベースに小振幅の信号が印加されます。この信号は、トランジスタのコレクタ端子で増幅されます。

接合トランジスタの種類

ジャンクション トランジスタは、次の 2 つのタイプに分類できます。

上記の両方のカテゴリを詳しく見てみましょう。

NPN バイポーラ接合トランジスタ

NPN トランジスタは、2 つの N 型半導体層の間に P 型半導体の薄い層を配置することによって形成されます。 NPN は、負-正-負のバイポーラジャンクション トランジスタ

このタイプのトランジスタの電荷キャリアの大部分は電子です。同時に、少数派は穴です。

ここで、電子はエミッタ端子から電流端子に流れます。したがって、電気はコレクタ端子からエミッタ端子に流れます。

NPN は、電子が高速電荷キャリアであるため、最も一般的に使用されるタイプのバイポーラ接合トランジスタです。モーターなどの高出力デバイスのスイッチとして使用でき、アンプとしても使用できます。増幅器として、小さな入力電圧を加えると、それを大きな出力電圧に増幅します。

PNP バイポーラ接合トランジスタ

PNP バイポーラ ジャンクション トランジスタ 2つのP型半導体の間にN型半導体を挟むことで形成できます。 PNP は、Positive-Negative-Positive Transistor の略です。

ここで、電荷キャリアの大部分は正孔であり、少数は電子です。トランジスタのエミッタ端子からコレクタ端子に電流が流れます。

PNPトランジスタにもNPNトランジスタと同じ用途があります。しかし、電子の移動度が高いため、後者が好まれます。

接合トランジスタの特性

接合トランジスタの特性は、接合トランジスタの構成のさまざまなモードに基づいて定義できます。ジャンクション トランジスタの特性は、電流と電圧の関係をさまざまなグラフ形式で表すことができます。

バイポーラ接合トランジスタには 3 つの端子があるため、3 つの方法で接続できます。

共通ベース構成

ここでは、ベース端子は入力信号と出力信号の両方に共通のままです。入力信号はエミッタ - ベース端子に適用され、出力信号はコレクタ - エミッタ端子から取り出されます。

ベースは固定電圧に接続されたままです。これが基準電圧ポイントです。

これは、P-N-P トランジスタで使用されます。ここでは、電圧ゲインがありますが、電流ゲインはありません。

共通エミッタ構成

ここでは、エミッタ端子は入力信号と出力信号の両方に共通のままです。入力信号はベース-エミッタ端子で与えられ、出力信号はエミッタ-コレクタ端子から取得されます。

これは、使用される最も一般的なタイプの構成です。 NPN バイポーラ接合トランジスタで使用されます。

トランジスタの3つの構成の中で最大の電力と電流を生成するため、主に増幅目的で使用されます。これは、順バイアス接合ダイオードに接続されているため、インピーダンス レベルが低いためです。

共通コレクタ構成

ここで、コレクタ端子は入力信号と出力信号の両方に共通のままです。ベースは、入力を受信するために選択された端末です。エミッタ負荷抵抗端子は、出力信号を担当します。

ボルテージフォロワまたはエミッタフォロワ回路とも呼ばれます。

入力インピーダンスが非常に高いため、インピーダンス整合デバイスでよく使用されます。

結論

この記事の重要なポイントは、トランジスタにはバイポーラ接合トランジスタと電界効果トランジスタの 2 種類があるということです。

バイポーラ接合トランジスタは、PNP トランジスタと NPN トランジスタのタイプに分類されます。

トランジスタには、コレクタ、エミッタ、ベースの 3 つの端子があります。接合トランジスタのさまざまな構成では、入力信号はさまざまな端子に適用されます。

バイポーラ接合トランジスタには、さまざまな用途があります。アンプ、スイッチ、温度センサーなどに使用できます。