PNPトランジスタとは何ですか

PNPトランジスタとは何ですか？

PNPトランジスタの定義

PNPトランジスタは、2つのP型半導体の間にN型半導体が挟まれたバイポーラ接合トランジスタと定義されます。

PNPトランジスタのシンボル

シンボルには、エミッタから通常の電流の流れを示す矢印が含まれています。

電流の流れの方向

PNPトランジスタでは、電流はエミッタからコレクタへと流れます。

動作原理

電圧源（VEB）の正極端子はエミッタ（P型）に接続され、負極端子はベース端子（N型）に接続されています。したがって、エミッタ-ベース接合はフォワードバイアスに接続されます。

また、電圧源（VCB）の正極端子はベース端子（N型）に接続され、負極端子はコレクタ端子（P型）に接続されています。したがって、コレクタ-ベース接合はリバースバイアスに接続されます。

この種のバイアスにより、エミッタ-ベース接合のデプション領域は狭くなります。これはフォワードバイアスに接続されているためです。一方、コレクタ-ベース接合はリバースバイアスにあり、そのためコレクタ-ベース接合のデプション領域は広くなります。

エミッタ-ベース接合はフォワードバイアスにあり、エミッタからの多くの穴がベースに渡ります。同時に、ベースから一部の電子がエミッタに入り、穴と再結合します。

エミッタでの穴の損失は、ベース層に存在する電子の数と等しいです。しかし、ベースの電子の数は非常に少ないです。なぜなら、ベースは非常に薄く軽くドープされているためです。したがって、エミッタのほぼすべての穴がデプション領域を通過し、ベース層に入ります。

穴の移動により、電流がエミッタ-ベース接合を流れます。この電流はエミッタ電流（IE）と呼ばれ、穴が主な電荷運搬体としてエミッタ電流を流します。

ベースで電子と再結合しない残りの穴は、さらにコレクタに向かって移動します。コレクタ電流（IC）は、穴によってコレクタ-ベース領域を流れます。

PNPトランジスタ回路

PNPトランジスタの回路は以下の図に示す通りです。

PNPトランジスタの回路をNPNトランジスタの回路と比較すると、ここでは極性と電流の方向が逆になります。

上記の図のように、PNPトランジスタに電圧源を接続すると、ベース電流がトランジスタを通過します。少量のベース電流により、エミッタからコレクタへの大量の電流が制御されます。ただし、ベース電圧がエミッタ電圧よりも十分に低い場合に限ります。

ベース電圧がエミッタ電圧よりも低くない場合、電流は装置を通じて流れません。したがって、リバースバイアスで0.7V以上の電圧源を与える必要があります。

回路に接続された2つの抵抗RLとRBは、トランジスタを通る最大電流量を制限します。

キルヒホッフの電流法則（KCL）を適用すると、エミッタ電流はベース電流とコレクタ電流の合計となります。

PNPトランジスタスイッチ

一般的に、スイッチがオフの場合、電流は流れず、オープン回路として機能します。スイッチがオンの場合、電流は回路を流れ、クローズド回路として機能します。

トランジスタは、通常のスイッチのように動作するパワーエレクトロニクススイッチです。では、どのようにPNPトランジスタをスイッチとして使用できるのでしょうか？

PNPトランジスタの動作を見ると、ベース電圧がエミッタ電圧よりも十分に低い場合、電流は装置を通じて流れません。したがって、トランジスタを導通させるために、ベース電圧はリバースバイアスで最低でも0.7Vが必要です。つまり、ベース電圧が0Vまたは0.7V未満の場合、電流は流れず、オープン回路として機能します。

トランジスタをオンにするには、ベース電圧を0.7V以上にする必要があります。この条件では、トランジスタは閉回路として機能します。