トランジスタの種類:総合ガイド

電子回路には、効果的な機能を促進するためにさまざまなコンポーネントが組み込まれています。これらのコンポーネントの中には、さまざまな種類のトランジスタがあります。したがって、さまざまなトランジスタの種類の詳細について読み続けてください .

トランジスタとは

トランジスタは、IC 内で電気信号を切り替えたり増幅したりする 3 層のアクティブ コンポーネントです。さらに、能動部品とは、その入力電圧が出力電圧よりも高いことを意味します。

トランジスタはスペースを取らず、熱抵抗が優れているため、トランジスタは真空管の代替品です。また、トランジスタは動作電力をあまり消費しません。

トランジスタ

トランジスタ ツリー図

トランジスタの種類

バイポーラ接合トランジスタ

バイポーラ接合トランジスタ (BJT) には、エミッタ (E)、ベース (B)、コレクタ (C) の 3 つのセクションがあります。ベース端子からの電流の流れは、コレクタ端子とエミッタ端子でより高い値で出力されます。

それらは電気伝導性に正孔と電子を使用するため、「バイポーラ」です。したがって、PN ジャンクションが 2 つあるため、ジャンクションという名前が付けられました。

さらに、BJT は電圧入力インピーダンスが低いため、信号増幅に最適です。

BJT 操作

NPN トランジスタ

NPNトランジスタは、2つのn型半導体の間にあるp型半導体で構成されています。このセットアップでは、正孔が少数電荷キャリアであり、電子が多数キャリアです。

したがって、これらのトランジスタは、電子移動度が高く、正孔移動度が低いため、好ましいと言えます。

特に、電子移動度はエミッタ端子からコレクタ端子までです。次に、ベースがこれらの放出を制御するので、エミッターは電子をベース領域に送ります。

NPN トランジスタ回路図

PNP トランジスタ

PNP トランジスタには、薄い n 型半導体を挟む 2 つの p 型半導体があります。

興味深いことに、ベース-エミッター接合は依然として電流の方向を制御しています。ただし、n 型トランジスタとは逆の方向でそれを行います。

PNP トランジスタ回路

電界効果トランジスタ (FET)

FET は、ソース (S)、ゲート (G)、ドレイン (D) の 3 つの領域を持つ半導体デバイスです。

さらに、BJT とは異なり、電子移動にほとんどのキャリアのみを使用するため、ユニポーラ デバイスです。

ゲート端子の電圧は電圧源を制御し、ドレイン端子への電圧を決定します。

FET は高い入力インピーダンスを持っています。したがって、電流はほとんど流れません。

さらに、安価で生産しやすいという利点があります。

残念ながら、それらの出力電流増幅は BJT ほど効率的ではありません。

ジャンクション電界効果トランジスタ (JFET)

ジャンクション電界効果トランジスタは、トランジスタ スイッチまたはアンプとして機能する初期の FET です。

JFET トランジスタ

MOSFET

金属酸化物半導体電界効果トランジスタには、チャネルとゲート領域を分離する金属酸化物の薄い層があります。

その結果、酸化物層は、電気がその上にあるシリコンウェーハを貫通することを可能にします。具体的には、製造プロセスは表面パッシベーションとして知られています。

機能別トランジスタ

あるいは、トランジスタの種類の分類も、それらがどのように機能するか、およびそれらが果たす目的に応じて行われます.

小信号トランジスタ

これらはデジタル回路で動作し、低レベル信号を増幅します。ただし、スイッチングトランジスタとしても機能します。また、hFE 値が 0 ～ 100 の NPN および PNP 形式で入手できます。

さらに、80 ～ 600mA のコレクタ電流と 1 ～ 300MHz の周波数範囲で最適に動作します。

小型スイッチング トランジスタ

小さなスイッチング トランジスタの主な用途はスイッチングですが、電気信号を増幅することもできます。

また、hFE 値は 10 ～ 200 ですが、最大定格で増幅するよりもスイッチングでうまく機能します。

パワー トランジスタ

パワートランジスタは大電力回路で動作するため、過熱を防ぐためのパワーシンクがあります。その上、それらの理想的な動作電力値は 0 から 100 W の範囲で、適切な周波数は 1 から 100 MHz です

パワートランジスタ

高周波トランジスタ

RF トランジスタとも呼ばれ、高速スイッチング アプリケーションで動作します。さらに、高周波で機能する小さな入力信号で動作します。

重要なのは、コレクタ電流が 10 ～ 600 mA で、周波数定格が最大 200 MHz であることです。

フォト トランジスタ

これらは光に敏感なトランジスタです。感光特性がベース端子に取って代わります。つまり、光がないときはトランジスタがオフになります。

さらに、フォトFETおよびフォトBJTとしても利用できます。ただし、フォト BJT は光に対してより敏感です。

NPN および PNP フォトトランジスタ回路の表現

ユニジャンクション トランジスタ (UJT)

UJT には 3 つの端子があり、2 つがベースで、もう 1 つがエミッタです。それらはスイッチング操作で機能し、増幅には適していません.

UJT 回路記号

ヘテロ接合バイポーラ トランジスタ (HBT) )

HBT は、エミッタ領域とベース領域で異なる半導体材料を使用してヘテロ接合を形成するバイポーラ トランジスタです。

高周波信号を処理し、デジタル エレクトロニクスで効率的に動作するため、BJT からのアップグレードです。

トランジスタの種類: ダーリントン トランジスタ

ダーリントン トランジスタは、2 つのバイポーラ トランジスタを組み合わせた回路であり、電流ゲインを増加させます。

一方の BJT のエミッターは、もう一方の BJT のベース領域に接続します。また、シングル トランジスタ パッケージで提供されます。

ショットキー トランジスタ

ショットキーダイオードとトランジスタを組み合わせたものです。さらに、ダイオードは過剰な電流を迂回させることにより、電流源からのトランジスタの飽和を防ぎます。

マルチエミッタ トランジスタ

これは、主に IC、論理ゲート、および NAND ゲートの入力に存在する特殊な BJT です。

それらは DTL のダイオードに取って代わり、論理ゲートでの単一トランジスタの高速動作を促進します。さらに、その構成により、回路の消費電力が削減されます。

トランジスタの種類:デュアルゲート MOSFET

直列のデュアルゲートを必要とするアプリケーションでは不可欠です。ゲートは、ゲートとソース端子間の電流フロー レベルに影響を与えます。

アバランチ トランジスタ

アバランシェ降伏領域で動作するBJTです。遷移時間はナノ秒未満で、非常に高い電流を切り替えることができます。

拡散トランジスタ

半導体材料にドーピング剤を含むBJTです。ただし、ドーパントを導入するプロセスは、BJT の合金化および成長接合製造プロセスの後に実行されます。

さらに、トランジスタが回路内でどのように機能するかを示すビデオ図があります。

トランジスタのテスト方法

次の方法で、トランジスタの損傷や動作状態をテストできます:

マルチメーターを使用する

ダイオード テストに設定されたデジタル マルチメーターを使用できます または、低抵抗範囲に設定されたアナログ マルチメーター。

マルチメーター

すべてのリードを両方の方法でテストし、次のことを確認してください:

ベース-エミッター接合 とベースコレクター ダイオードのように一方向に伝導します。

また、 コレクタ - エミッタ接合

トランジスタの種類:簡単な回路を使う

• トランジスタを回路に組み込む
• また、10k 抵抗器を組み込むことを忘れないでください トランジスタを保護するためのベース。
• 供給電圧範囲が 5であることを確認してください および 12V .
• したがって、トランジスタが機能する場合、スイッチを入れると LED が点灯するはずです。
• または、PNP トランジスタをテストするために、同じ回路と電源電圧を逆にします。

単純なスイッチング回路

結論

うまくいけば、すべてのトランジスタの種類とその動作について理解できたことでしょう。ご不明な点やご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。