電界効果トランジスタについて

質問

ソース短絡・ドレイン開放のために、ドレイン端の負荷抵抗に高抵抗を用いるのはなぜですか？
なぜ高抵抗でなくてはいけないのですか？
その高抵抗の役割と仕組みをどなたか教えてください！

回答No.6

noname#3184 · ベストアンサー

プラズマ共鳴の条件の１つとして、「ソース短絡ドレイン開放」があります。これは、プラズマ共鳴が起こったとき、ソース端＝節、ドレイン端＝腹ということであり、このとき、ソース端の反射係数＝－１、ドレイン端の反射係数＝１とならなくてはいけません。反射係数がドレイン端で１となるためには、反射係数の式（略）より、（ドレイン端の負荷抵抗）>>（トランジスタの内部抵抗）という条件が必要になってきます。したがって、プラズマ共鳴を起こすためにはドレイン端の負荷抵抗に高抵抗をかけなくてはならないのです。

こんな感じで、どうでしょうか？

お礼

ありがとうございました！

そして、↓のみなさん、いろいろと回答をありがとうございました。

回答No.5

nta

＃２の者ですが、質問者の疑問には答えていないかもしれません。それは、オープンドレインのFETに負荷抵抗がついているということは自己矛盾ですから、質問自体がよく理解できないわけです。
　今はあまり使われなくなったワイアードORのことを指しているとしても、動作速度を上げるためにそれほど高い実抵抗を使うことはありません。できましたら、どういう問題を取り扱いたいのか説明してください。

回答No.4

mmky

＃１、＃２でもわかりずらいかな？

電界効果トランジスタは、トランジスターと違って、同一の半導体（ユニポーラといいます。）で出来ています。ＯＮ状態では低い抵抗見たいになります。だから負荷抵抗を大きくしないとＯＮの時の電位がゼロに近くなりません。
（これは、スイッチ電圧としては誤作動を起こしますからね。）
出力電圧Ｖ0は、Ｖ0＝(Ｖ・RL)/(RL+ｒ)　Ｖ:電源電圧、ｒ：ＯＮ時のＦＥＴトランジスターの抵抗。　ＲＬ≫ｒ　ということですね。
こんな理由もあるね。
参考まで

回答No.3

mmky

＃１からの追伸です。
＃2のntaさんの電流源（抵抗を大きくする理由）の説明が質問の回答として正しいですね。
参考まで

回答No.2

nta

実抵抗の高抵抗を実際に使うと出力電流が低下してしまいます。そこで実抵抗ではなくて定電流源（カレントミラー）を用いた「能動負荷」を使います。これはドレイン電流を低下させずに交流の電圧利得を稼ぐことができるからです。

参考URL：

http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node27.html

回答No.1

mmky

「ソース短絡・ドレイン開放のために、ドレイン端の負荷抵抗に高抵抗を用いるのはなぜですか？ 」という質問ですね。

まず、一般的な電界トランジスターやトランジスターは、非常に小さい電流で動作するように出来ています。ミリアンペアからマイクロアンペアの範囲です。電界トランジスターをON状態にしますとドレインと電源に接続した抵抗から電流がドレインに流れ込みます。ドレインとアース間電位はON状態で
ほぼゼロになりますから、電源電圧をVとしますとドレイン電流Idは、
Id=V/R　になりますね。例えば電圧Vを10Vにしますと。Idを1ｍA（ミリアンペア）にする抵抗Rは、10キロオームになりますね。このときの抵抗Rでの
消費電力は、1mA×１0V=10mWになりますね。
半導体は小さいですから温度がすぐ上昇してしまいますね。温度が上がりすぎると使えなくなったり、壊れたりします。
OFF状態では、抵抗から負荷（次のトランジスター）へ電流が流れますね。
この電流も抵抗を大きくすれば減らすことが出来ますね。
このようなトランジスタが10個で、100mW, 100個で1000mW=1Wになりますね
そこで、なるべく大きな抵抗、例えば100キロオームなんかを使います。
100キロオームだと、10Vで0.1mA、1mWで収まるね。
だから電界効果トランジスターでもMOS型を使って、さらに大きな抵抗を使って電流を減らして、消費電力を減らしているのが集積回路です。
それでも温度が上がるのでパソコンでもFANを使って温度を減らしています。
ということで、負荷抵抗は大きいのです。

こんなのでよかったかな？