トランジスターの動作原理

質問

トランジスターの基本的なエミッタ接地回路とベース回路の動作原理について何でもいいので教えてください。基本的なベース接地回路ではどうして、ベースコレクター間に電圧をかけなくてもエミッタ電流をかければコレクタ電流が流れるのですか。

回答No.2

siegmund · ベストアンサー

myeyesonly さんの言われるように，
通常のベース接地ではベース～コレクタ間にも電圧をかけます．

もしかしたら，Riten さんの質問は，
【コレクタ電流】対【ベース～コレクタ間電圧】のグラフを見て
ベース～コレクタ間の電圧をゼロにしてもコレクタ電流が流れる
(ゼロでない)理由ということですか？

┌─┤ｎ｜ｐ｜ｎ├─┐
│Ｅ　　Ｂ│　　　Ｃ│
│　　　　│　　　　│
└─Ｖ──┴────┘

ｎｐｎトランジスタでベース(Ｂ)とエミッタ(Ｅ)間に電圧Ｖをかけた
模式図が上の図です(固定幅フォントで見てください)．
トランジスタの代わりに抵抗だったら，
Ｂ経由の電流とＣ経由の電流があって，
それらの和がＥ電流になりますよね．
なぜなら，単に並列になっているだけだから．
半導体のｐｎ接合といえども，電位差があれば電流は流れます．
もちろん，方向によって流れやすかったり流れにくかったりはあります．
だから，コレクタ電流をゼロにするには，
ベース～コレクタ間に逆電圧をかけなければいけません．
【コレクタ電流】対【ベース～コレクタ間電圧】のグラフはそうなっています．

特性の解釈については，myeysonly さんの書かれているとおりです．
完全な理解には，量子力学を勉強した上で，半導体のバンド理論，
ドーピングに対する準位の問題，
電荷分布とポアソン方程式の検討，
などが必要です．

お礼

siegmundさんのおっしゃる通りコレクタ電流とベースコレクタ電圧のグラフを見てベースコレクタ電圧が０[V]のときにコレクタ電流が０にならなかったので質問したように考えてしまっていました。どうもありがとうございました。

回答No.1

myeyesonly

ＮＰＮ構造の場合（２ＳＣ，２ＳＤタイプのトランジスタ）について説明します。ＰＮＰの場合（２ＳＡ，２ＳＢタイプのトランジスタ）は極性が逆になるだけなので読み替えてください。

エミッタ接地では、エミッタから見てコレクターにプラスの電圧をかけます。この時、コレクター～ベース間が逆方向になるので、コレクタ電流は流れません。
この状態でベースから、エミッタ方向へ電流を流す（ベースにエミッタから見てプラスの電圧を加える）とベースにあるＰキャリアがベース電流を流すのに使われて、ベース（逆方向）阻止帯に穴があいた格好になり、コレクター～エミッタ間にベース電流に比例した電流が流れます。

ベース接地についてですが、何か勘違いをされているようです。
ベース接地では、ベース～エミッタ間に順方向（エミッターがマイナス）、ベース～コレクター間にも順方向（コレクターがマイナス）電圧をかけます。

で、ベース、コレクターとも順方向に接続されるので、ベースキャリアはエミッタ電流とコレクター電流で使われ、エミッタ電流が増えるとベースキャリアが消費されるので、コレクタ電流は減ります。したがって、電流の位相は、エミッタ接地が同相であるのに、ベース接地では逆相になります。
しかし、出力は電圧位相で取り出すので、負荷抵抗をつないでコレクタ電圧を取り出した場合は、エミッタ接地で逆相、ベース接地で同相となります。

お礼

ありがとうございました。ベースコレクタ間の電圧を０にする事じたいないんですね。