トランジスタの特性とは何か

トランジスタの特性とは何ですか？

トランジスタの特性は、様々なトランジスタ構成における電流と電圧の関係を定義します。これらの構成は2ポートネットワークに似ており、特性曲線によって分析され、以下のように分類されます。

入力特性：これらは、出力電圧を一定に保ちながら入力電圧の値が変化する際の入力電流の変化を記述します。

出力特性：これは、入力電流を一定に保った状態での出力電流と出力電圧の関係を示すグラフです。

電流伝送特性：この特性曲線は、出力電圧を一定に保った状態で入力電流に対する出力電流の変化を示します。

トランジスタの共ベース（CB）構成

CB構成では、トランジスタのベース端子が入力端子と出力端子の間に共通して接続されます（図1参照）。この構成は、低入力インピーダンス、高出力インピーダンス、高抵抗ゲイン、および高電圧ゲインを提供します。

トランジスタのCB構成の入力特性

CB構成の入力特性：図2は、コレクターベース電圧VCBを一定に保った状態でエミッタ電流IEがベースエミッタ電圧VBEにどのように変化するかを示しています。

これにより、入力抵抗は以下の式で表されます。

トランジスタのCB構成の出力特性

CB構成の出力特性：図3は、エミッタ電流IEを一定に保った状態でコレクタ電流ICがVCBに対してどのように変化するかを示しています。このグラフから出力抵抗も計算できます。

トランジスタのCB構成の電流伝送特性

CB構成の電流伝送特性：図4は、VCBを一定に保った状態でエミッタ電流IEに対するコレクタ電流ICの変化を示しています。これは1未満の電流ゲインを生じ、以下の数式で表されます。

トランジスタの共コレクター（CC）構成

このトランジスタ構成では、トランジスタのコレクタ端子が入力端子と出力端子の間に共通して接続されます（図5参照）。これはエミッタフォロワ構成とも呼ばれ、高い入力インピーダンス、低い出力インピーダンス、1未満の電圧ゲイン、および大きな電流ゲインを提供します。

トランジスタのCC構成の入力特性

CC構成の入力特性：図6は、コレクターエミッタ電圧VCEを一定に保った状態でベース電流IBがコレクターベース電圧VCBに対してどのように変化するかを示しています。

トランジスタのCC構成の出力特性

図7は、IBを一定に保った状態でVCEに対するIEの変化を示すCC構成の出力特性を示しています。

トランジスタのCC構成の電流伝送特性

このCC構成の特性（図8）は、VCEを一定に保った状態でIBに対するIEの変化を示しています。

トランジスタの共エミッタ（CE）構成

この構成では、エミッタ端子が入力端子と出力端子の間に共通して接続されます（図9参照）。この構成は、中程度の入力インピーダンス、中程度の出力インピーダンス、中程度の電流ゲイン、および電圧ゲインを提供します。

トランジスタのCE構成の入力特性

図10は、CE構成のトランジスタの入力特性を示しており、VCEを一定に保った状態でVBEに対するIBの変化を示しています。

上記の図10から、トランジスタの入力抵抗は以下の式で得られます。

トランジスタのCE構成の出力特性

CE構成の出力特性（図11）は、コレクタ特性とも呼ばれます。このグラフは、IBを一定に保った状態でVCEに対するICの変化を示しています。このグラフから出力抵抗を得ることができます。

トランジスタのCE構成の電流伝送特性

このCE構成の特性は、VCEを一定に保った状態でIBに対するICの変化を示しています。これは以下の数式で表されます。

この比率は共エミッタ電流ゲインと呼ばれ、常に1以上です。

最後に、ここで説明した特性曲線はBJTの場合ですが、FETの場合でも同様の解析が可能です。