FET(電界効果トランジスタ)には、 接合型FET(JFET)とMOSFET の2種類があります.
一般的にFETトランジスタと言うと 接合型FET を指します。
ここでは、接合型FETについて説明します。
接合型FETの仕組み
nチャネルFETトランジスタの構造と回路記号です。
FETの名は最初の三文字が「2SK」または「3SK」のものがnチャネルFETを表します。
次の図は、pチャネル接合型FETの構造と回路記号です。
FETの名は最初の三文字が「2SJ」または「3SJ」のものがpチャネルFETを表します。
FETの特徴
- FETのドレイン・ソース間の電流が通過する領域をチャネルと言います。
- チャネルがn型半導体のものを「n型チャネル」と呼び、p型半導体のものを「p型チャネル」と呼んでいます。
- トランジスタは電流で電流を制御する素子ですが、FETは電圧で電流を制御するという違いがあります。
- 接合型FETは、 構造的にソースとドレインは対称 なので物理的な違いはありません。
- そのため、電流が流れる方向により便宜的にソースとドレインにしています。
FETのドレイン・ソース間の電流が通過する領域を チャネル と言います。
チャネルがn型半導体のものを n型チャネル と呼び、p型半導体のものを p型チャネル と呼んでいます。
トランジスタは 電流で電流を制御する素子 ですが、 FETは電圧で電流を制御する素子 という違いがあります。
接合型FETは、 構造的にソースとドレインは対称なので物理的 な違いはありません。
そのため、電流が流れる方向により便宜的にソースとドレインにしています。
FET(電界効果トランジスタ)の動作原理
図1は、ゲート・ソース間に電圧が掛けられていない状態です。
この状態のFETトランジスタは、n型半導体のドレイン・ソース間に
図のような電圧がかかるので、電子が移動して電流 \(I_D\) が流れます。
次に図2のように、ゲート・ソース間に電圧を掛けると、電子はソース側に引き寄せられることになります。
このときの電圧はゲート側から見ると逆電圧が印加されています。
その結果、ゲートの周りには 空乏層 ができます。
ゲート・ソース間の印加電圧とドレイン・ソース間の電流の関係は、図3のようになります。(一つの例です)
したがって、FETトランジスタではゲート・ソース間の電圧で、ドレイン・ソース間の電流を制御することができるわけです。