トランジスタについて

質問

基本的なトランジスタの仕組みについて教えてください
http://denk.pipin.jp/riron/densi/toranjisutakairo.html
このページにある「トランジスタの等価回路と増幅率」のところについてです。
i1は入力ですよね？ではi2が出力でしょうか？
もしそうならば等価回路の方で、「定電流源がEの方に向いているのになぜCの方から出力されるのか？」と「Cから出力なのになぜi2がCに入ってくる向きになっている」のかが理解できませんのでそれぞれの理由を教えてください。

よろしくお願いしいます

回答No.4

natsyosayo · ベストアンサー

Ｎo2です
＞よくわからないのがその次の「電流が出ていく入力、電流が入ってくる出力」は「マイナス電流が入ってくる入力、マイナス電流が出ていく出力」と置き換えていいものでしょうか？
ANS.
マイナス電流という事の定義が必要です。入力は入って来るのを＋、出力は出て行くのを＋と定義すれば、上記表現でも正しいことになりますし、この定義は入出力の位相関係を考える場合は好都合の定義です。
ただ、データシートでは入力でも出力でも素子に流れこむ電流の向きを＋、流れ出す向きを－と表すことが慣例になっています。これに従うとＰＮＰ型のトランジスタはベース電流もコレクタ電流も－で表されます。ＮＰＮ型ならどちらも＋になります。要は電流の向きは、どちらを＋にするかというのは便宜的なもので、それにこだわっても余り意味がないということです。

＞これと先ほどのを踏まえて考えると、Bにはi1が入り、Cにはi2が入っていくる(=-i2が出力される)、そしてEからi1+i2が出ていく。つまり、i2は(i1×hfe)を逆相にしたものを出しているという解釈でいいでしょうか？
ANS.
上にも述べましたが、(1)「入力は入って来るのを＋、出力は出て行くのを＋」と定義して「-i2が出力される」と表現するなら正しいです。

＞その場合引っかかるのが定電流源で、これは矢印の向きに電流を流すものではないのでしょうか？
ANS.この疑問がなぜでるのかが分かりません。矢印の向きというのはコレクタからエミッタへの向きを表しているのでしょう。出力（コレクタ電流）は入って来る方向ですから(1)の定義から言えば逆方向ですので-i2が出力される方向になっているでしょう。

お礼

回答ありがとうございます
＞ただ、データシートでは入力でも出力でも素子に流れこむ電流の向きを＋、流れ出す向きを－と表すことが慣例になっています。これに従うとＰＮＰ型のトランジスタはベース電流もコレクタ電流も－で表されます。ＮＰＮ型ならどちらも＋になります。要は電流の向きは、どちらを＋にするかというのは便宜的なもので、それにこだわっても余り意味がないということです。
これで向きの謎が解けました。ありがとうございます。

＞この疑問がなぜでるのかが分かりません。
i2の向きを考えていたらこんがらがっていました。理解できました。

ありがとうございました

回答No.3

86tarou

No.1です。

つまり増幅したものはエミッタ→R→コレクタに電流が流れるのでしょうか？＞
あの回路には電源が無いので電流は流れません。Ｅ、Ｒ、Ｃと回路が閉じているのでそう流れるように解釈されたのでしょうが、あくまで直流として流れるのはＣ→Ｅ方向になりＣの方が基本的に電位が高い方になります。なので、Ｒには上向きに電流は流れず、トランジスタと同じ下向きの電流が流れることになります（トランジスタオフ時）。

お礼

回答ありがとうございます
やはり電圧が低いところから高いところへは流れませんよね。流れるとしたら上から下へはわかるんですが上でも書いたように上から下へ流れると解釈するにはi2=-(i1×hfe)が流れるとし思いつかないのですがどうなのでしょうか？

＞あの回路には電源が無いので電流は流れません。
すみません。自分はhttp://www.picfun.com/parttrs.htmlにあるアナログ増幅基本回路を等価回路で表したものと最初に載せた等価回路が同じになる(等価回路に直す時Reは削除していました)と習ったため、電源があるものだと思い込んで考えてました。

よろしくお願いします

回答No.2

natsyosayo

「入力・出力」という区分と電流が「出て行く・入って来る」ということを混同しています。
入力は電流が入って来る、出力は出て行く、と考えてはいけません。入力は信号が入って来るところで、出力は信号が出て行く、あるいは取り出すところです。電流が出て行く入力（出て行く電流の大きさを外部回路が変化させているわけです）もあります。同じように電流が入って来る出力（入って来る電流の大きさを変化さすことにより外部に信号を発しているわけです）もあります。

トランジスタのエミッタ接地ですとＮＰＮ型なら、入力は電流が入ってきますし、出力も電流が入ってきます。しかしＰＮＰ型ですと入力も出力も出て行きます。
電流の向き（＋から－に流れる）などは便宜的に決めているだけですから、出て行く事と、入って来る事は本質的には同じで、要は、それが変化することが信号と言う意味です。ですので「ＮＰＮ型なら、入力は電流が入ってきます」と書きましたが、これは直流動作を考えたときの言い方であり、それに交流の変化を与えると、入って来る電流が増えたり減ったりし、このとき直流分を除いて考えると、電流が入ってきたり出て行ったりしているとも言えます。

お礼

回答ありがとうございます
「入力、出力」と「出て行く・入って来る」の区分は理解しました。
よくわからないのがその次の「電流が出ていく入力、電流が入ってくる出力」は「マイナス電流が入ってくる入力、マイナス電流が出ていく出力」と置き換えていいものでしょうか？

＞交流の変化を与えると、入って来る電流が増えたり減ったりし、このとき直流分を除いて考えると、電流が入ってきたり出て行ったりしているとも言えます。

これと先ほどのを踏まえて考えると、Bにはi1が入り、Cにはi2が入っていくる(=-i2が出力される)、そしてEからi1+i2が出ていく。つまり、i2は(i1×hfe)を逆相にしたものを出しているという解釈でいいでしょうか？

その場合引っかかるのが定電流源で、これは矢印の向きに電流を流すものではないのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.1

86tarou

i1は入力ですよね？ではi2が出力でしょうか？＞
そうです。

ＮＰＮトランジスタ（質問のＵＲＬに載っているトランジスタ）はベース（Ｂ）からエミッタ（Ｅ）に流した電流に比例（増幅）した電流をコレクタ（Ｃ）からエミッタ方向に流します。
逆にＰＮＰトランジスタの場合は、ＥからＢに流した電流に比例した電流がＥからＣに流れます。

お礼

回答ありがとうございます
>電流に比例（増幅）した電流をコレクタ（Ｃ）からエミッタ方向に流します。
つまり増幅したものはエミッタ→R→コレクタに電流が流れるのでしょうか？
しかしそれだとhttp://www.picfun.com/parttrs.htmlここにあるアナログ増幅基本回路にあるICへはどのように入るかわからないですし・・・