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トランジスターの原理で教えてください。
パワー系などのトランジスターは裏面がドレインで
たとえばNchの場合、Nchの下にP-があり
ゲートONでP-がNになり、サブのNからこのNを通ってソースのNへ流れると思いますが、同時によく
図などではもう1つp-の中に、さらにp+が入っている図を見ます。こちらもソースになるのでしょうか?こちらにコンタクトしても流れるのでしょうか?

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A 回答 (2件)

この動作をするのは、FETすなわち電界効果トランジスタですね。


(バイポーラ)トランジスタとは構造も動作も違うのでユニポーラ(トランジスタ)またはFET(Field Effect Transistor電界効果トランジスタ)と呼びます。
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この回答へのお礼

そうなんですか、、なるほど、
是非、図解入りで解説しているサイトなど
ありましたら教えてください。ありがとうございます
がんばって勉強します。

お礼日時:2005/04/05 22:43

以下のURLが,分かりやすいと思います。

FETについての解説も有ります。

参考URL:http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k0dennsi …
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QトランジスタとFETについて

トランジスタとFETについて
それぞれの出力(Vo)は
トランジスタ:ONしたときVOは+5VからB-E間の電圧降下により約4.3V
FET:RDS(ON抵抗)に流した電流分、電圧降下するので+5V-RDS×電流
この考えでよろしいのでしょうか?

Aベストアンサー

トランジスタ回路について
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Vinが0.6V以上のときVoutはVin-Vbe(約0.6V)となります。

>コレクタ側に負荷をつけるという考え方でよろしいのでしょうか?

どういう動作をさせたいのかよく解りませんが
スイッチング動作させリレーやLED(負荷)などをON/OFFさせたいのなら、それらは電源とコレクタ間に配置しエミッタはGNDに接続します。

Qトランジスターの動作原理

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Aベストアンサー

myeyesonly さんの言われるように,
通常のベース接地ではベース~コレクタ間にも電圧をかけます.

もしかしたら,Riten さんの質問は,
【コレクタ電流】対【ベース~コレクタ間電圧】のグラフを見て
ベース~コレクタ間の電圧をゼロにしてもコレクタ電流が流れる
(ゼロでない)理由ということですか?

┌─┤n|p|n├─┐
│E  B│   C│
│    │    │
└─V──┴────┘

npnトランジスタでベース(B)とエミッタ(E)間に電圧Vをかけた
模式図が上の図です(固定幅フォントで見てください).
トランジスタの代わりに抵抗だったら,
B経由の電流とC経由の電流があって,
それらの和がE電流になりますよね.
なぜなら,単に並列になっているだけだから.
半導体のpn接合といえども,電位差があれば電流は流れます.
もちろん,方向によって流れやすかったり流れにくかったりはあります.
だから,コレクタ電流をゼロにするには,
ベース~コレクタ間に逆電圧をかけなければいけません.
【コレクタ電流】対【ベース~コレクタ間電圧】のグラフはそうなっています.

特性の解釈については,myeysonly さんの書かれているとおりです.
完全な理解には,量子力学を勉強した上で,半導体のバンド理論,
ドーピングに対する準位の問題,
電荷分布とポアソン方程式の検討,
などが必要です.

myeyesonly さんの言われるように,
通常のベース接地ではベース~コレクタ間にも電圧をかけます.

もしかしたら,Riten さんの質問は,
【コレクタ電流】対【ベース~コレクタ間電圧】のグラフを見て
ベース~コレクタ間の電圧をゼロにしてもコレクタ電流が流れる
(ゼロでない)理由ということですか?

┌─┤n|p|n├─┐
│E  B│   C│
│    │    │
└─V──┴────┘

npnトランジスタでベース(B)とエミッタ(E)間に電圧Vをかけた
模式図が上の図です(固定幅フォントで見てくださ...続きを読む

QMOSFETを使用したアナログスイッチ回路について

とにかくOn抵抗の小さい(1mΩ以下)アナログスイッチ回路が必要です。
市販のアナログスイッチでは満足できるものが見つかりませんでした。
PhotoMOSリレーもいろいろと調べてみましたが、良さそうなものを見つけることができませんでした。
いろいろと調べているとMOSFET2個でアナログスイッチ回路が構成できるというところまではたどり着いたのですが、そこから暗礁に乗り上げています。
MOSFETはOn抵抗が1.2mΩの IRF1324(www.irf.com)を使用しようと思っています。
nチャンネルMOSFETを使用したアナログスイッチ回路(0-5Vロジックで開閉)はどのような回路にすればよいかお教えいただけませんか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんわ。添付の回路を参照してください。

MOSFET(IRF1324)はドレイン-ソース間にダイオードが内蔵されてます
のでスイッチがOFF状態では必ずソース側を最低電位にしておく必要があります
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以上です。

Qトランジスタのバイパスコンデンサの動作原理を教えてください

初学者です。よろしくお願いします。
エミッタ接地のバイアス回路のエミッタ側の
抵抗とコンデンサがパラレルに接続されてます。

本には単に直流成分と交流成分の分離とあります。
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通過せず、コンデンサ側を通過。
直流はコンデンサでは抵抗が∞なので通過せず
抵抗側を通過。
この本の説明はわかるのですが、

直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教えてください。

また、コンデンサがパラレルに接続ということは
接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

Aベストアンサー

>接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

 接地側(アース、グランド等とも言う)が基準になります。
 ここを0Vとします。だから、混ざってもかまわない。
 但し、アース間でも周波数が高かったり、電流が大きいとアース間で電位差が出る場合があり、実践では注意が必要になります。

>直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教えてください。

 AC成分がない場合、エミッタ抵抗に流れる電流をIoとすると、
エミッタ電圧はVo=IoXReになります。
 この時、ベース電圧がAC入力により振れ、電圧が上昇すればそれに応じてベース電流が増加しエミッタ電流が増加します。コンデンサがないときトランジスタのエミッタ電圧が上昇します。それにより、V(BE)間電圧が元に戻りエミッタ電圧は、ベース電圧の上昇分だけ上昇します。これが、入力に対して増幅器に負帰還がかかっている状態になり、信号を増幅できません。
 そのエミッタ電圧の上昇を抑え、AC的に見たときにエミッタとアース間をショート(接地)の状態にするのが、バイパスコンデンサの役目です。
 で、本題に入ります。
 この上記エミッタ電圧が上昇したときは、コンデンサ電圧より高くなりますから、コンデンサに電流が流れ込んで(充電:コレクタ側の負荷との時定数で)上昇を抑えます。また逆に電圧が下がろうとすると、今度は電流を放出(放電:エミッタ抵抗との時定数で)して、電圧の低下を抑えます。
 このように交流的にはエミッタ電圧は変動しませんので、先ほどの負帰還はかかりません。
  

>接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

 接地側(アース、グランド等とも言う)が基準になります。
 ここを0Vとします。だから、混ざってもかまわない。
 但し、アース間でも周波数が高かったり、電流が大きいとアース間で電位差が出る場合があり、実践では注意が必要になります。

>直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教...続きを読む

Qトランジスタの回路記号の矢印

トランジスタの回路記号の矢印は何を表しているのですか?
バイポーラトランジスタの場合はP型半導体→N型半導体の方向に矢印が出ているのかと思いましたが
MOSーFETではN→Pになっています。

こじつけの覚え方みたいなものでもいいので、なにか思いついた方がいれば教えて下さい。

Aベストアンサー

>バイポーラトランジスタの場合はP型半導体→N型半導体の方向に矢印が出ているのかと思いましたが
>MOSーFETではN→Pになっています。

回答>>バイポーラはそれで合ってます。

 FETはMOS-FETではなくジャンクションFETですね。MOSはドレイン-ソース間がN型半導体かP型半導体でゲートは酸化膜で絶縁されてて半導体は使用されてません。
 ジャンクションFETではドレイン-ソースがN型の場合(Nチャンネル)はゲートがP型になり矢印はゲートのP型からソースのN型の方向になります。
ドレインーソースがP型(Pチャンネル)の場合はソースのP型からゲートのN型の方向の矢印になります。

Qパワートランジスターはそれ自体の発熱でなぜ壊れないの?

本来は「オーディオ」のカテゴリーで質問するべきなのでしょうが、マニア諸氏には多分難解?と思い、あえて専門的に物理に詳しい方のご回答を頂けたらと思いました。

パワートランジスター(特にメタルキャン型)は相当発熱しますよね。
特にA級アンプなどでは触るとマジで火傷するくらいです。
入力(ベース)は増幅されてコレクタから出力されること、またコレクタ損失というくらいなので金属ケース自体がコレクタであるということは分かっていますが・・・
本来、シリコンやゲルマニウムといった半導体は熱に極端に弱いはず。
それなのに動作しているときにあれほどの熱を出すのは一見、矛盾しているように思えます。(発熱によって素子自体破壊しないの?)
長年のこの疑問にお答え頂けると喜びます。

Aベストアンサー

金属は自由電子があるため、自由電子の移動により電流が流れます。
絶縁体は自由電子がないため電圧を加えても電流が流れません。
半導体は不純物を入れることによりキャリアを作ることができ、キャリアの移動により電流が流れます。
トランジスタは小さい信号でキャリアの量を加減することができ、それにより出力電流値をコントロールします。

トランジスタに掛かっている電圧(直流電圧-出力電圧)と電流を掛けたものが電力損失になります。つまりトランジスタは直流電源からの電力を出力に伝えますが、あまった電力がトランジスタ内で熱に変わってしまうわけです。
身近なところでは半田ごてがありますね。20Wの半田ごてでもはんだが溶けるわけですから200℃はあります。それを60℃程度に下げるには、そこそこ大きいヒートシンクが必要なことも納得いただけるかと思います。

コレクタ側(ドレイン側)の電圧の方が高いので、電力はコレクタ側(ドレイン側)のほうが大きく、発熱も大きいと思います。
しかしトランジスタのケース温度は金属部もプラスチック部も実際はほとんど変わらないと思います。同じ温度でも金属の方が熱く感じるものなのだと思います。
シリコンコンパウンドなども比較的よく熱を伝えるものを使っているはずです。そうでないと熱がトランジスタ内にこもってしまい、小電力でも破壊してしまいます。

金属は自由電子があるため、自由電子の移動により電流が流れます。
絶縁体は自由電子がないため電圧を加えても電流が流れません。
半導体は不純物を入れることによりキャリアを作ることができ、キャリアの移動により電流が流れます。
トランジスタは小さい信号でキャリアの量を加減することができ、それにより出力電流値をコントロールします。

トランジスタに掛かっている電圧(直流電圧-出力電圧)と電流を掛けたものが電力損失になります。つまりトランジスタは直流電源からの電力を出力に伝えますが、あま...続きを読む

Q1Mhz~2Mhz程度の周波数で5W~10W程度の出力が可能なトランジスタかFETを探しています。

以前質問したのですが、別冊CQham radioのNO4に掲載の記事を元にして三菱のFETでRD06HVF1を使用して高周波アンプを作りました。 1Mhz~2Mhz程度の周波数での増幅ですが、出力部分のトロイダルコアを変更して(巻き数やコア等)色々と実験しましたがどのコアを使用しても1~5Mhzまでは出力が1.8Wまでしか出ません。

どうもこのFETは周波数帯は135~175MHz帯なので1Mhz帯は無理みたいです。このような条件で使えそうなトランジスタかFETをご存知の方がいたらお教えください。

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

ドレイン損失が20W以上あるので1.8Wしか出せないと言うことはないはずです。
ただしインピーダンス設計が狂っていれば1.8Wしか出ない可能性はあります。
高周波用FETが低い周波数で使えないと言うこともありません。
出力が出ない状況はどんな風なのでしょうか。
ゲインが足りないのか、効率が悪いのかなどでチェックポイントが違ってきます。
データシートでは10MHzまでのSパラしか乗っていませんので実際に測定して値を決めるか、或いはある程度予想して調整していくしかないとは思います。

Qトランジスタの動作原理

バイポーラトランジスタとユニポーラトランジスタの動作原理の主な違いについて、ご説明いただけたらと思います。
参考文献を読んでも何故増幅に繋がるのか理解できませんでした。

Aベストアンサー

補足。

No.1に書いた通り、2次側にチャンネルを作るのが、1次側の電流か電圧かの違い。

QMOSFETをトランジスタに置き換えたら・・・・

添付画像にあります2つの回路見ていただけますか。
下の回路中のIRFI510GがFETになります。この回路図中の入力と出力点それぞれのにおける電圧波形を測定すると両者はほぼ重なってきれいな正弦波を描きました。
しかし上の回路のようにIRFI510Gの部分がトランジスタである2N930に置き換わると、同じ入力と出力点それぞれにおける電圧波形を測定すると、出力波形の方だけ正弦波の頭がカットされたような形を描いたのです。
なぜFETを使用すると頭のカットが起こらないのでしょうか(トランジスタでは発生してしまう理由はきちんと理解しています。)いろいろと本を探して読みましたが、これに関する記述が見つけられずモヤモヤしているので質問させていただきました。

Aベストアンサー

トランジスタの出力波形の頭がカットされた状態になるのは、Q1のVceの飽和電圧の問題は質問者様はご承知だと思いますが、他にR1を流れる電流とVbeでの電圧降下が影響しています。
R2が6ΩでQ1のhfeが150程度であったら、IbでR1の1KΩで電圧降下が加算されるのです。
(トランジスタは電流増幅素子であるので、電圧降下が発生する。)

一方MOS-FETの場合はゲート電流が殆んど流れず、Vdsのオン抵抗が低いのでほぼ+V2の電源電圧近くまで最大振幅を振らすことが可能です。
1)R1の1KΩでの電圧降下は発生しない。(電圧増幅素子である)
2)Q2のVdsのオン抵抗が低い。
などが主な理由です。
 

Qトランジスタの原理

分かりやすいサイトや文献を教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

このサイトなんかどうでしょうか。

参考URL:http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/semi_cnd/transistor.html


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