BJT トランジスタ:軽量電子機器設計の紹介

エレクトロニクスの歴史を研究すれば、トランジスタの発明が人類にとって決定的なものであったことがわかります。トランジスタは、かさばる、電力集約型、低効率の真空管を置き換えるために利用できます。

現在、電子回路の増幅またはスイッチングにトランジスタを使用しています。

この記事をチェックして、バイポーラ接合トランジスタ、その構成、およびアプリケーションの詳細を確認してください。

BJT トランジスタとは?

図 1:NPN パワー トランジスタ

バイポーラ接合トランジスタ (BJT) は、2 つの n-p 接合で構成される電流制御半導体デバイスです。

3 つのターミナルがあります。ベース、エミッター、コレクターです。 n-p 配置に応じて、BJT は正孔または電子を一次電荷キャリアとして使用します。

ベース端子に印加された信号は、トランジスタのコレクタ端子で増幅されます。ただし、信号を増幅するにはある程度の DC 電力が必要です。

BJT トランジスタの構成

図 2:回路基板上の電子部品

BJT は、電子回路に不可欠な 3 端子スイッチングまたは増幅デバイスです。一次電荷担体に応じて、2 つのバイポーラ接合トランジスタ構成を開発することが可能です。

したがって、バイポーラ接合トランジスタには 2 つの入力がありますが、3 端子デバイスであるため、2 つの出力を持つことは不可能です。

端子の 1 つは、余分な出力端子を克服するために入力と出力の両方に共通です。

次の 3 つは可能な BJT 構成です。

BJT トランジスタ: 一般的なエミッタ構成

ここでは、ベース-エミッタ接合とコレクタおよびエミッタ接合出力の間に入力信号を適用します。したがって、エミッターは入力信号を反転します。

BJT トランジスタ: 一般的なコレクタ構成

この構成は、コレクタ - エミッタ コーナーから出力を取得しながら、ベース - コレクタ接合間に入力を適用します。

共通ベース構成

Common Base 構成では、入力信号と出力信号の両方にベース端子を使用します。標準の基本構成には電圧ゲインのみがあり、電流収入はありません。

BJT の特徴

図 3:トランジスタを使用した回路図

3 つの BJT 構成により、異なる特性を持つ異なる回路が得られます。最も重要な機能には、入力および出力インピーダンス、電流、および電圧ゲインが含まれます。

標準エミッタ構成は、最も一般的な BJT 構成です。したがって、その優れた電力、電圧、および電流ゲインにより、回路の増幅が改善されます。

BJT トランジスタの種類

図 4:電子回路基板をチェックする技術者

バイポーラ接合トランジスタは、その構造の主要な電荷キャリアに従って分類されます。その結果、

• PNP BJT - 主な電荷キャリアとして正孔を持つトランジスタ
• NPN BJT - 電子を主な電荷キャリアとして使用するトランジスタ

NPN トランジスタは、より優れた増幅を提供するため、PNP よりも一般的です。 NPN トランジスタは構造内により多くの電子を持ち、電子は正孔よりも移動度が高くなります。

BJT トランジスタ:PNP バイポーラ接合トランジスタ

PNP トランジスタは、2 つの P 型半導体材料の間に N 型材料をドーピングするバイポーラ接合トランジスタです。エミッターは、PNP トランジスターの正の電荷キャリアを供給し、ベースを通過してコレクターに到達します。

このようにして、ベースはエミッターからコレクターに渡される電荷​​キャリアの数を制御します。

NPN バイポーラ接合トランジスタ

NPN トランジスタは、2 つの N 型材料の間に P 型半導体材料をドーピングするバイポーラ接合トランジスタです。この場合、電荷キャリアの大部分は自由電子です。

負の電荷キャリアは、十分に励起されると、価電子帯から伝導帯に移動します。その結果、N 型半導体領域に電流が流れます。

BJT トランジスタの作業領域

図 5:電子回路基板

トランジスタは、技術的には電子回路のスイッチまたは増幅デバイスとして機能します。バイポーラ ジャンクション トランジスタは、ゲート バイアスに応じて導通するかしないかのいずれかになる 3 端子アクティブ デバイスです。

したがって、BJT の作業領域を見てみましょう

アクティブな地域

ここで、トランジスタは増幅器として機能します。

Ic =𝞫.Ib

𝞫 はコレクタ電流とベース電流の比率であり、エミッタ接地トランジスタの電流ゲインを提供します。

飽和領域

トランジスタは完全にオンで、ベース - コレクタおよびベース - エミッタ接合は順方向バイアス モードです。

Ic =I(彩度)

カットオフ地域

ここで、トランジスタは完全にオフになり、ベース電圧はコレクタ電圧とエミッタ電圧の両方よりも低くなります。

Ic=0

BJT トランジスタ:BJT の応用

• まず、バイポーラ接合トランジスタは復調器または検出器として機能します
• 第二に、増幅回路で増幅器として使用されるか、変調器として使用されます
• また、オシレータとマルチバイブレータを操作します
• さらに、これらは波形整形の重要なクリッピング回路です
• さらに、BJT は時間遅延回路でも重要です
• 最後に、BJT は電子スイッチング回路で動作します

結論

バイポーラ接合トランジスタは、回路の深い理解を必要とする重要な電子部品です。その結果、それらを見たことはあるかもしれませんが、それらがどのように機能するかを理解していません.

この記事が BJT に関するいくつかの謎を解き明かし、プロジェクトを進めるための扉を開いてくれたことを願っています。

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