トランジスタ

トランジスタがONになる条件はベースとエミッタの間のＶＢＥに0.7V以上の電圧がかかるとあります。写真の左側の電源５Ｖでベース抵抗がないとＶＢＥに5Ｖの電圧がかかるのはわかりますが、ベース抵抗が1000Ωと10000Ωの時、ＶＢＥは何Ｖかかりますか。この時ＶＢＥに0.7V以上でトランジスタがONされますか。

No.2 ベストアンサー 回答者： Bunbuk803 回答日時： 2020/02/27 18:12

まず、ひとつ誤解があると思います。

この記号のトランジスタは『バイポーラ・トランジスタ』です。
もう少し詳しく言うと、今時ゲルマニウムトランジスタなどを使う方は居ませんから、これは『バイポーラのシリコン・トランジスタ』です。

バイポーラトランジスタは電流入力の素子です。
ですから、ベースに供給するのは『電流』です。

そして、『ベース電圧が 0.7V 』というのは、あなたがベース電圧を 0.7V にするのではなく、『電流を流した結果、ベースエミッタ間の電圧が 0.7V になる』のです。
この『 0.7V 』という電圧は『そうする』のではなく『結果としてそうなる』ものなのです。

トランジスタのベース・エミッタ間は、あなたの図だとエミッタ側がカソードになるシリコンダイオードです。
あなたの図のトランジスタのシンボル（記号）のエミッタについた矢印がそれを表しています。

シリコンダイオードに順方向電流を流した場合、端子間には 0.7V ぐらいの電圧が現れます。
ベースエミッタ間に現れる電圧はこの電圧です。
（大きな電流を扱うダイオードの場合は 1.5V ぐらいまでなることがあります。）

あなたの回路図で言うと、入力には５Ｖの電池がつながっています。
もしベース抵抗を使わずに電池を直接つなぐとどうなるでしょう。

順方向の電圧印加ですからベースには順方向の電流が流れます。
その結果、ベースエミッタ間の電圧は 0.7V になります。
でも、電池の電圧は 5V ですね。
そんな時は、電池の内部抵抗が登場です。

電池であれ定電圧電源であれ、どんな電源も出力側から見て内部抵抗があります。
電源の電流容量が大きいほど内部抵抗は小さいものです。
たとえば、電池で言えば、単三と単一を比べれば、電流容量の大きい単一の内部抵抗は小さいです。

さて、電池の内部抵抗を１オームだったとしましょう。
その場合、ベースには　（５-0.7 ）／１　アンペアの電流が流れます。
つまり、4.3A です。
小さなトランジスタだと、こんな電流をベースに流すと、瞬間的に壊れてしまいます。

同じように考えれば、あなたが言う 1K オームの場合と 10K オームの場合のベースに流れ込む電流は次のようになります。

（ 5-0.7 ）／ 1000 ＝ 4.3 mA

（ 5-0.7 ）／ 10000 ＝ 0.43 mA

お使いのトランジスタが何かがわからないと厳密には答えられませんが、このぐらいのベース電流なら大抵のトランジスタは動作します。
動作するとは、その電流でベースエミッタ間電圧は、どちらの場合も問題なく 0.7V となり、トランジスタの特性パラメータである　hfe　を使って、コレクタエミッタ間に、ベース電流の　hfe　倍の電流が流れます。

No.1 回答者： m-jiro 回答日時： 2020/02/25 14:17

ベース抵抗が1KΩでも10KΩでもほぼ0.7Vの電圧を生じます。

(電圧は1KΩの時の方がやや高い。)
1KΩでも10KΩでもトランジスタはONしますが、コレクタ電流は　ベース電流×hfe　になります。負荷抵抗によってはこの電流を流すことができず 半導通 の状態になります。

くれぐれも間違えないで欲しいことは、
「0.7V加えればONする」ではなく「適正なベース電流を流すとベース・エミッタ間には約0.7Vの電圧が生じる」ということです。あくまでも電流を流すことが先決で0.7Vはその結果として生じる状況です。

>　写真の左側の電源５Ｖでベース抵抗がないとＶＢＥに5Ｖの電圧がかかるのはわかりますが、
これは無茶。ベース・エミッタ間に大電流が流れて破損しますね。ベース抵抗は絶対に挿入してください。