トランジスタのことで

質問

トランジスタの静特性の測定の実験をやったんですが、考察を書くうえでわからないことがでてきました。
ひとつは今回の実験はNPN形のトランジスタを使い、ベース接地回路とエミッタ接地回路について行ったんですが、コレクタ接地回路はやりませんでした。なぜコレクタ接地回路はやらなかったか？
もうひとつは、ベース接地回路において出力したときコレクタ電圧が0Vなのにコレクタ電流に電流が流れるのはなぜ？またコレクタ電流が0Aになる条件は？
というものです。
よろしくおねがいします。

回答No.2

imoriimori · ベストアンサー

実験指導の教科書を４，５冊持っているのですが、どれもベース接地とエミッタ接地だけです。
なぜコレクタ接地の静特性の実験をやらないかは私もよくわからないわけですが、次のようなことが関係しているのではないでしょうか。
一つ思うのは、コレクタ接地の回路動作は、エミッタ側負荷抵抗からの負帰還要素が入るために、純然たるトランジスタ動作のパラメータが直接測定しにくい、ということもあるのではないかと思います。
あと、コレクタ接地の特性パラメータ（例えばｈパラメータ）は、必要ならベース接地とエミッタ接地の測定から理論式で換算することもできるわけですし。

「ベース接地回路において出力したときコレクタ電圧が0Vなのにコレクタ電流に電流が流れるのはなぜ？またコレクタ電流が0Aになる条件は？」
というのは非常に良い着目点だと思います。
ここがわからないと闇雲に「コレクタ電流≒エミッタ電流だから０Ｖでも（電源が無くても）電流は流れるんだ」というレポートを書くことになります（そういう学生は多いんです）。電源が無くても電流は流れるなんて無茶ですよね。
まず、コレクタ電流はどういうループを描いて回っているか考えてみてください。
コレクタ→ベース→エミッタ→ＢＥ間電源→（共通のベース端子）→ＢＣ間電源→コレクタ　というループになっているはずです。
ＢＣ間電源（電圧源）が０Ｖのとき、それはただの短絡導体です。このとき、このループに電流を駆動する電圧源としてＢＥ間電源がしっかり存在します。ＢＥ間電源はベース電流を流すためだけに存在しているのではなく、コレクタ電流やエミッタ電流の駆動源でもあるのです。
ＢＣ間電源でコレクタ側が負の場合にも同様に考えてみてください、そうしたらどこまで負になればコレクタ電流が流れ得なくなるかわかると思います。
このへんの理解が、なんでコレクタ電流≒エミッタ電流なのか、とかベース接地増幅回路の電流増幅率は低い（≒１）のか、などの理解につながると思います。

回答No.3

ymmasayan

最初の質問だけ。
コレクタ接地は増幅率が≦(≒)１で増幅回路としての意味を持ちません。
そのため実験しないのだと思います。

実際に使われるのは、前後の回路の干渉を防ぐ緩衝回路やインピーダンス変換回路
などの特殊用途です。

回答No.1

bomber_c

コレクタ接地回路の出力はエミッタに接続されるコンデンサを通して取り出す（それゆえエミッタフォロワとも呼ばれる）ので、静特性を測定する直流測定系では増幅率を測定できないというのが理由であると思われます。

　また、

　・コレクタ電流はコレクタ・ベース間電圧に依存せず、エミッタ電流にのみ依存する
　・エミッタ電流はベース・エミッタ間の順方向電圧ＶＢＥによって決定される

ということは、トランジスタの基本的な性質として極めて重要です。コレクタ・ベース間のコレクタ遮断電流は、ベース領域に注入された少数キャリアのコレクタ接合面への「拡散」によるもので、「電圧」によるものではありませんから、ベース領域への少数キャリアの注入がストップしない（すなわちVBE=0）限りは、たとえコレクタ電圧が０でもコレクタ電流は０にはならないと思います。