トランジスタの飽和動作

質問

トランジスタの動作で昔から疑問に思っていて未だにわかりません。
今、npnトランジスタのコレクタ－エミッタ間に電圧を印加（電源から抵抗をはさんで）し、ベース－エミッタ間には0.6V以上の順方向電圧を印加して大きなベース電流を流したとします。このとき、トランジスタはonの状態で、飽和動作をしていると考えられます。すなわちコレクタからエミッタへ電源電圧と抵抗で決まる電流が流れています。
このときコレクターエミッタ電圧の飽和電圧は0.2Vくらいで、ベースーエミッタ電圧は0.6Vくらいなので、コレクタ－ベース間は-0.4くらいになり、順方向にバイアスされていることになります。でも電流はコレクタからエミッタへ流れているのですから、コレクタ－ベース間もコレクタからベースへ流れることになります。すなわちコレクタ－ベース間は電圧のかかっている方向と逆方向に電流が流れていることになります。
飽和動作時のコレクタ－ベース間は、オームの法則も電磁気学も成り立たない異次元空間なのでしょうか？？

回答No.2

tadys · ベストアンサー

トランジスタの動作を考える上での基本はベース接地回路です。

トランジスタのベースを接地しエミッタからキャリヤを注入すると
注入されたキャリヤはベース領域を拡散して大部分はコレクタへ到達します。
注入されたキャリヤの一部分はベース電極に到達しベース電流となります。

コレクタがオープンの場合、注入されたキャリヤがコレクタに到達すると
コレクタの電位が上昇し(PNPトランジスタの場合)これはコレクタ電圧が
エミッタ電圧と同じになるまで続きます。この場合、注入されたキャリヤは
全てベースに流れます。

コレクタから電流を引き出すと引き出された量に応じて電圧が低下します。
コレクタ電圧が飽和領域を超えると引き出せる電流はエミッタから注入された
電流以上にはなれないのでほぼ一定の電流になります。

トランジスタではエミッタからコレクタへ電流のキャリヤが流れているのです。
エミッタに電流が流れるかどうかはエミッタ・ベース間が順方向になっているかできまります。

お礼

回答有難うございます。
ＰＮＰで考えると何となくわかったような気がしてきました。
ＮＰＮでも考えてみます。

回答No.1

mazimekko3

トランジスタの動作を根本的に勘違いしているようなので。

トランジスタの動作はオームの法則に従いません。（抵抗ではないので）
そもそも動作原理はキャリアの拡散現象です。
唯一成立するのはキルヒホッフの電流則のみです。

＞コレクタ－ベース間もコレクタからベースへ流れることになります。

なんでコレクタからエミッタに電流が流れたら、コレクタからベースに電流が流れるんです？
トランジスタの構造を考えてください。
トランジスタのON,OFFはまったく関係がありません。

補足

コレクタからベースに流れるというのは、言い方が間違っていました。
コレクタからベースを通ってエミッタへ流れると言いたかったのです。
このときコレクタ－ベース間電圧は電流方向と逆なので変だなあと思っているわけです。　どこか私の理解がおかしいのですね。
きっとキャリアの拡散電流を理解しなければならないのでしょうが、
キャリアの濃度分布に従う拡散電流が、電界による電流より大きいのが
ピンとこないのです。