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トランジスタの特性で、ベース・エミッタ電圧VBEとベース・エミッタ飽和電圧VBE(sat)がありますが、この違いは何でしょうか?
ご存知の方、お教え下さい。

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A 回答 (2件)

トランジスタとは少し違いますが、IGBTでの内容から回答します。



Vbe:ゲートオフの状態での素子破壊耐圧
Vbe(sat):ゲート変化状態での飽和電圧
     (オン状態での損失評価の代用)

http://phototrekzero.in/ytk/php/pwebboard/images …
(現在、学習中の資料とのことですが比較的まとまっています。
参考までに載せておきます。
IGBTなのでベースをコレクタと読み替えてください)
    
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一般人ですので、あくまでも想像です。



飽和電圧VBE(sat)は、飽和状態にあるときのベース・エミッタ電圧ではないでしょうか。

参考URL:http://www.necel.com/ja/faq/f_tr.html
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Qトランジスタのベース・エミッタ間飽和電圧とは

電子回路の本を読んでいて、トランジスタに「ベース・エミッタ間飽和電圧」という用語があるのを知りました。

以下のことを知りたいと思い検索してみましたが、なかなか良い情報にたどり着けませんでした。

1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?
2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?
3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

上記に関する情報または情報源についてよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例えば10mAを流します。このベース電流は半導体メーカによりますが、コレクタ電流の1/10または1/20を流します。通常hFEは100くらいか、それ以上の値を持ってますのでこのベース電流は過剰な電流と言うことになります。例えばhFEが100あったとすれば、ベース電流が10mAならコレクタ電流はそのhFE倍、すなわち1000mA流せることになります。逆にコレクタ電流を100mA流すのに必要な最低のベース電流はその1/hFEでよいわけですから、1mAもあればよいわけです。
 「ベース・エミッタ間飽和電圧」の仕様はトランジスタをデジタル的に動かしてスイッチとして使う場合を想定したものです。
 例えばコレクタ負荷が抵抗で構成されてる場合にトランジスタがONしてコレクタ電流として100mA流す場合、トランジスタをしっかりONさせるためにベースにはhFEから考えてぎりぎりの1mAより多くの電流を流します。
 このように必要以上にベース電流を流すことをオーバードライブと言いますが、そのオーバードライブの度合いをオーバードライブ係数、Kov=Ic/Ib で定義します。コレクタ電流を100mA流し、ベース電流を10mA流せばオーバードライブ係数、Kovは 10になります。
 実際にトランジスタをスイッチとして使用する場合はこのオーバードライブ係数を目安にして、ベース電流を流すように設計します。その際、ベースーエミッタ間の電圧VBEが計算上必要になりますのでこのベース・エミッタ間飽和電圧を使います。例えば、NPNトランジスタをONさせてコレクタに100mA流す場合、ベースにコレクタ電流のKov分の1の電流を流すようにベースと信号源の間の抵抗値RBを計算します。信号源の「H」の電圧が2.5Vの場合、RBはベース・エミッタ間飽和電圧をVBE(sat)とすれば、

    RB=(2.5V-VBE(sat)/10mA 

のようにして求めます。

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例...続きを読む

QトランジスタのVbeが0.6vである理由

色々探したのですが,どうもイマイチしっくり来る答えが得られなかったので,質問させてください.

一般的な電流帰還増幅回路において,例えば入力電圧が2.6vでも3.6vでも,
おおよそVbe=0.6になる理由が分かりません.
(参考:http://www.page.sannet.ne.jp/je3nqy/analog/1tramp2.htm)

                ←Ic
           ┌───┬── Vcc=10v
           │
           Rc=100kΩ
           │
   Ib →      C   
  ──── B      
  ↑        E     
  Vin        │
  │        Re=20kΩ
  ─┐       │
    ┷        ┷    
  接地(0V)   接地(0V)


例として上記回路にて,
Vin= Voffset(1.6v)+Vampl(+-1mv),
Ic=Is・exp(Vbe/Vt) :指数関数で表せるNPN-バイポーラTr
Is=1pA,Vt=26mV
としておきます.
(参考図書:トランジスタの料理法)


このとき,一般的な増幅度を求める計算では,
先ず,Icに流れる直流電流を 50μA とすると,
直流に対しては Vbe=0.6v なので,VRe=1.0v,Re=VRe/Ic=20kΩ,
と求めてゆくと思いますが,

本来,Ic=50μA流すのであれば,
Ic=Is・exp(Vbe/Vt)を解くと,Vbe=0.46vとなり,0.6vも必要としないと思います.
つまり,
Vbe=0.46v,Re=1.14vとなるのではないでしょうか?


この回路とは別に,単純にR1=10kΩの抵抗と,R2=20kΩの抵抗を直列に繋ぎ,
それを電流源に繋いだ以下のような回路であれば,

 ┌─────┐
 │         │
 │         R1=10k
 │         │
 │         │
 Iin=50μA    │
 │         │
 │         R1=20k
 │         │
 └─────┘

R1,R2を別々に考えて,
VR1=Iin・R1= 0.5v,
VR2=Iin・R2= 1.0v,で求められ,
VR1-to-VR2の端子電圧=VR1+VR2=1.5v
と求めることが出来るはずです.線型素子なわけですし.


なぜ,このような単純な抵抗の場合と,話が食い違うのでしょうか?
トランジスタを「π型等価回路」として見た場合も,
入力be間は単なる抵抗Rπで表すことが出来るはずです.

これは,エミッタ抵抗による負帰還がかかっていることに由来するのでしょうか?
若しくは,ツェナーダイオードによる定電源の様な,ダイオードの特性によるものでしょうか?
幾らトランジスタが非線形といえど,オームの法則による分配則ぐらい成り立つはずだと思ってます.


加えまして,
トランジスタを「π型等価回路」として見た場合,
Vin=Rπ・Ib + Re・Ie = Ib・(Rπ + (1+β)・Re),
Vbe= Ib・Rπ,これより,
Vbe/Vin = Rπ/(Rπ + (1+β)・Re) となり,
(Rπ=β/gm,gm=Ic/Vt)

Vbe=2.5%
gm´=1/Re=97.5%
の割合で,電圧がかかていると言うことが言われていますが..(トランジスタの料理法より)

確かに一応,数式では出ていますが,Reが無いトランジスタ単体での増幅が,
Ic=Is・exp(Vbe/Vt)の式より全て導出できるのに,Reが入ることで,
どうもハッキリとしない「Vbe=0.6v なので,VRe=1.0vで..」
と言った計算をしなければなら無い理由がよく分かりません.


一般的な電流帰還増幅回路において,例えば入力電圧が2.6vでも3.6vでも,おおよそVbe=0.6になる理由がを教えてください.
宜しくお願い致します.

色々探したのですが,どうもイマイチしっくり来る答えが得られなかったので,質問させてください.

一般的な電流帰還増幅回路において,例えば入力電圧が2.6vでも3.6vでも,
おおよそVbe=0.6になる理由が分かりません.
(参考:http://www.page.sannet.ne.jp/je3nqy/analog/1tramp2.htm)

                ←Ic
           ┌───┬── Vcc=10v
           │
           Rc=100kΩ
           │
   Ib →      C   
  ──── B ...続きを読む

Aベストアンサー

単純に、「Is=1pA」では大きすぎるのでは?
下記のリンク先では「Is=0.0001~0.01pA」位になっています。
http://dsaz37.hp.infoseek.co.jp/idealtr.html
http://homepage1.nifty.com/th3/tramp.htm
http://home.ee.kanagawa-u.ac.jp/sken/items/Activities/d2_02.htm

Q定電圧ダイオード(ツェナーダイオード)の問題について教えてください

電圧5V、電流8mA、動作抵抗30Ωのツェナーダイオードがあります。
このツェナーダイオードにかかる消費電力はいくつか?
という問題です。

どなたか解答とプロセスを教えていただけたら幸いです。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

ツェナーダイオードの使い方
定電流源か抵抗を介して接続します 抵抗値は指定の電流が流れるように決めます
10V電源なら ツェナー電圧5Vですから差電圧は5Vで 電流8mA流すので
抵抗値=差電圧5V÷電流8mA で計算します
12V電源なら ツェナー電圧5Vですから差電圧は7Vで 電流8mA流すなら
抵抗値=差電圧7V÷電流8mA で計算します

電流を変えると動作抵抗の為 ツェナー電圧も少し変化します
これとは別に温度係数も持ちます 5V辺りがゼロでこれ以上ではプラス 以下ではマイナスです
尚 消費電力は 5V×8mA=40mW 課題ではありませんね? 課題質問は禁止となっております。


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