• ベストアンサー
  • すぐに回答を!

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

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。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数2
  • 閲覧数1471
  • ありがとう数2

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.2
  • inara
  • ベストアンサー率72% (293/404)

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)。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

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★

その他の回答 (1)

  • 回答No.1

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。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

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。

関連するQ&A

  • pn接合ダイオードとバイポーラトランジスタ

    2つのpn接合ダイオードをpn-npのように直列に接続し、増幅回路に用いられているpnp型バイポーラトランジスタと入れ替える。これが増幅回路として動作するかについて、理由を併せてのべよ。 という問題がわかりません。 直感的に思ったのですが、この場合、入れ替えは不可能でしょうか? 出力されないような気がします。。

  • バイポーラトランジスタはなぜ微細化できないのか?

    最近RF回路もCMOS微細化の恩恵を受けて、バイポーラトランジスタがCMOSに置き換わっていると思うのですが、根本的なところで疑問があります。 なぜバイポーラトランジスタはなぜ微細化できないのでしょうか?

  • バイポーラトランジスタに関する質問

    バイポーラトランジスタにはnpnとpnpがあるわけですが、 手元にある集積回路の本には pnpトランジスタは回路構成上、非常に有用な素子であるが、npnトランジスタ主体としたIC構造では、pnpトランジスタはアイソレーションの構造が複雑になるので、作りにくい難点がある。 と書かれているのですが、これについて教えて下さい。 ・これはnpnとpnpが混ぜるのが難しいという意味であって、pnpだけの回路を作れば、何の問題もなく作れるということでよろしいのでしょうか? ・上記の難点を克服するためにラテラル型やサブストレート型のpnpトランジスタが使われるようなのですが、ではnpn型にラテラル型やサブストレート型がないのはなぜなのでしょうか?

  • バイポーラトランジスタについて

    バイポーラトランジスタについて質問があります。 先日バイポーラトランジスタの静特性に関する測定実験を行ったのですが、リニア状態・飽和状態、ならびに電流増幅作用がいまひとつ理解できませんでした。 また、作成したnpnバイポーラトランジスタ測定回路においてコレクタ側に抵抗を接続する理由も教えていただければ幸いです。どうやら二つの理由があるらしいところまではわかったのですが、詳しくはわかりませんでした。 よろしければ簡潔に説明をお願いします。 念のため回路の概略を記述しておきます。 ベース側には電源1.5Vの乾電池、直列に1kΩ抵抗と可変抵抗がつながっており、コレクタ側には電源9Vの乾電池と510Ωの抵抗がこちらも直列に接続されており、エミッタ側はアースにのびています。 さらにIb,Ic,Vbe,Vceを測る電流計・電圧計が各部に適切に接続されている状態です。 実験内容としてVbe-Ib特性グラフ、Ib-Ic特性グラフ、Vce-Ic特性グラフを作成しました。

  • 【バイポーラトランジスタとFET】

    【バイポーラトランジスタとFET】 1.バイポーラトランジスタとFETに流れる電流の温度依存性とは? 2.多数のトランジスタを並列接続して使用する場合の回路全体の安定性とは? この二つの議論が調べても分からなくて困っています。。。 詳しい方ご教授お願いいたします。

  • バイポーラトランジスタの極性

    バイポーラトランジスタには極性がありますが、C(コレクタ)とE(エミッタ)を入れ替えると動作しないのはなぜですか? 全く分からないので、 分かりやすく説明していただけると嬉しいです。

  • MOSFETとバイポーラトランジスタの違いは何ですか?

    MOSFETとバイポーラトランジスタの基本的な機能はさほど変わらないと思うのですが、回路図でバイポーラトランジスタを使っている部分をMOSFETにするとどんな不都合が生じるのでしょうか?両者の使用上の違いはどこにあるのでしょう?

  • バイポーラトランジスタ中の少数キャリア

    NPN型のバイポーラトランジスタがあり、ベース接地で 動作させるとします。このとき、ベース層幅を Wb、ベース層中の少数キャリア拡散長をLnとしたとき Wb<<Lnとして、再結合を無視するという前提で 式計算を行ったりしますが、逆にWb>>Lnだとすると どうなってしまうのでしょうか。 トランジスタにならないというのは教わったのですが、理由が いまいち分かりません。 よろしくお願いします。

  • バイポーラトランジスタの特性について

    バイポーラトランジスタを「サチる」とはどういう意味なのか教えてください。飽和領域で動作させるということなのでしょうか?また、飽和領域で使うメリットについても知りたいです。私的に考えた所、寄生電流が基板に流れしまうのであまりメリットが無いんじゃないかと思うのですが・・・。

  • バイポーラトランジスタの問題です。

    バイポーラトランジスタの問題です。 写真にあるようなトランジスタの回路のバイアス成分についてです。 ベース・エミッタ間電圧が0.6vと近似するとき、ベースバイアス電圧はそのまま0.6vでいいのでしょうか? またエミッタバイアス電流は単純にコレクタ電流を出して、コレクタ電流と等しいとして出してもいいでしょうか? どなたかわかる方で回答よろしくお願いします!!