トランジスタの仕組み

2022 3/29

この記事で書いていること

トランジスタにはPNP型とNPN型があります。

この構造を持つトランジスタを　バイポーラトランジスタ　と呼びます。

これに対し、電界効果トランジスタ（FET）を　ユニポーラトランジスタ　と呼びます。

ここでは、トランジスタの仕組みについて説明します。

PNP型トランジスタ

PNP型トランジスタとは、P型半導体とN型半導体をP型・N型・P型の順に接合したトランジスタをいいます。

PNP型トランジスタは、上側のP型半導体を　コレクタ(C) 電極、中央のN型半導体を　ベース(B) 電極、下側のP型半導体を　エミッタ(E) 電極　といいます。

PNP型トランジスタのベース・エミッタ間には、図のように　ベースに電池のマイナス　を　エミッタには電池のプラス　を接続します。

また、コレクタ・エミッタ間には、　コレクタに電池のマイナス　を　エミッタには電池のプラス　を接続します。

■　\(\rm SW_B\)を閉じる

\(\rm SW_B\)を閉じてベース・エミッタ間に図のように電池を接続すると、ベース・エミッタ間に順方向電圧がかかりますので、ベース内の電子はエミッタに向かって移動します。
エミッタ内にある正孔は、ベースのマイナスに吸引されベースに移動します。
このため、ベース・エミッタ回路にはエミッタからベースに向かってベース電流\(I_B\) が流れます。

■　\(\rm SW_B\)と\(\rm SW_C\)を両方閉じる

\(\rm SW_B\)閉じるとベース・エミッタ間にベース電流が流れます。
この状態で\(\rm SW_C\)を閉じると、コレクタ・エミッタ間にかかる電圧があるので、ベースを通り越してエミッタからコレクタにコレクタ電流\(I_C\) が流れます。

NPN型トランジスタとは、P型半導体とN型半導体をN型・P型・N型の順に接合したトランジスタをいいます。

NPN型トランジスタは、上側のN型半導体を　コレクタ(C) 電極、中央のP型半導体を　ベース(B) 電極、下側のN型半導体を　エミッタ(E) 電極　といいます。

NPN型トランジスタのベース・エミッタ間には、図のように　ベースに電池のプラス　を　エミッタには電池のマイナス　を接続します。

また、コレクタ・エミッタ間には、　コレクタに電池のプラス　を　エミッタには電池のマイナス　を接続します。

■　\(\rm SW_B\)を閉じる

\(\rm SW_B\)を閉じてベース・エミッタ間に図のように電池を接続すると、ベース・エミッタ間に順方向電圧がかかりますので、ベース内の正孔はエミッタに向かって移動します。
エミッタ内にある電子は、ベースのマプラスに吸引されベースに移動します。
このため、ベース・エミッタ回路にはベースからエミッタに向かってベース電流\(I_B\) が流れます。

■　\(\rm SW_B\)と\(\rm SW_C\)を両方閉じる

\(\rm SW_B\)閉じるとベース・エミッタ間にベース電流が流れます。
この状態で\(\rm SW_C\)を閉じると、コレクタ・エミッタ間にかかる電圧があるので、ベースを通り越してコレクタからエミッタにコレクタ電流\(I_C\) が流れます。

以上で「トランジスタの仕組み」の説明を終わります。