バイポーラトランジスタと２個のｐｎ接合ダイオードの接続

質問

バイポーラトランジスタ(ｎｐｎ型)について調べています。
バイポーラトランジスタは、図で示すと”２コのｐｎ接合ダイオードの接続で構成出来るようにみえます”が
２個のｐｎ接合ダイオードを接続すると、正常なトランジスタの動作をするのでしょうか？？実際どういう動作になるのでしょうか？
良く分かりません。教えてくだされば嬉しいです。よろしくお願いします。

回答No.2

inara · ベストアンサー

バイポーラトランジスタは少数キャリアを注入するデバイスなので、ベース厚さよりも、少数キャリアの拡散長のほうが長くないと、ベース輸送効率 β が小さくなってしまいます。ベース接地の電流増幅率 α は、α = γ*β で表されます（ γ はエミッタ輸送効率 ）ので、β が小さいと電流増幅率が小さくなってしまいます。エミッタ接地での電流増幅率 hfe は、hfe = α/( 1 - α ) ですので、 α が１に非常に近い値でないと、hfe が極端に低下してしまいます（例えば、α = 0.9 になっても、hfe = 9 と極端に低下する）。

ベース輸送効率 β は、ベース幅を Wb、ベースでの少数キャリアの拡散長を Ln とすれば、β = 1/cosh( Wb/Ln ) で表されます。Ln は 1 μm のオーダですので、Wb = 10 μm 、Ln = 1 μm とすれば、β = 1/cosh(10) = 9×10^(-5) となってしまい、仮に γ = 1 であったとしても、α = 9×10^(-5) ですから、hfe = 9×10^(-5) とほとんど増幅素子として機能しません。一方、Wb = 0.1 μm 、Ln = 1 μm ならば、β = 0.995 なので、hfe = 200 と、普通のトランジスタとして動作します。

２個のpn接合を張り合わせても、ベース領域を 0.1 μm = 100 nm と極端に薄くしないとトランジスタにならないと思います。

余談ですが、ショックレーが点接触トランジスタを発明したとき、基板（ベース）の上に２本の針（コレクタとエミッタ）を立てていましたが、この針の距離を非常に小さくしないと増幅作用が出なかったと言われています。この針の間隔がベース幅に相当することを考えれば当然の結果かもしれません。ちなみに、このとき基板となっていた部分をベースと呼ぶのは、その名残りだそうです（今のトランジスタはベースが基板にはなっていません）。

お礼

そういう計算式があるのですね★
恥ずかしながら、トランジスタについてはあまり知識が無いので、本当に助かりました(＾-＾)
詳しく説明頂きありがとうございます★

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。
非常に狭い範囲で、同等の働きをします。
狭い範囲とは、電圧範囲や周波数帯域などです。
あまりに狭いので増幅用などには用いられずに、飽和領域でダイオードスイッチとして用いられたりしてます。

範囲が狭くなるのは、ベースが分離されていて相互のベースのキャリアが直接移動できないためではないかと思われます。

お礼

分かりやすく説明頂きありがとうございます★
トランジスタになることはなるけど、それにはいろんな条件がいるんですね。