トランジスタ 機能・特性

トランジスタ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2017/04/08 17:18 UTC 版)

機能・特性

PNP型・NPN型トランジスタの回路記号
小信号用バイポーラトランジスタの代表格2SC1815
バイポーラトランジスタ[英 4]
P型とN型の半導体を接合したもので、エミッタ・ベース・コレクタと呼ばれる端子を持つ。一般に、ただ「トランジスタ」といえば、このタイプを指す。P型の両端をN型で挟んだNPN型、N型の両端をP型で挟んだPNP型があり、ベース - エミッタ間を流れる電流によって、コレクタ - エミッタ間の電流を制御する(右図の回路記号参照)。特性が等しいNPN型とPNP型の一組(例:2SC1815・2SA1015)をコンプリメンタリと呼ぶ。材料にゲルマニウムが使われていた1960年代の初期はPNP型がほとんどであったが(このため、真空管回路とは逆にプラス電位が接地されていた)、シリコンが使われるようになった1970年代以降は、真空管回路と同様にマイナス電位を接地するNPN型が主流になる。
電界効果トランジスタ (FET[英 5]) またはユニポーラトランジスタ[英 6]
ゲートの電圧(チャネルの電界)によって制御する方式のトランジスタである。ゲート電極が半導体酸化物の絶縁膜を介しているものを特に MOS FET という。
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT[英 7])
ゲート部に電界効果トランジスタが組み込まれたバイポーラトランジスタである。電圧制御で大きな電力を取り扱えるので、大電力のスイッチング(たとえば電車のモーター制御など)に使用されている。
トレンチMOS構造アシストバイポーラ動作FET (GTBT[英 8])
ビルトイン電位によるチャネルの空乏化と、キャリア注入による空乏層解消及び伝導度変調により、遮断状態はFETのように動作するにも関わらず、導通状態ではFETとバイポーラトランジスタの混成したような動作となるトランジスタである。
ユニジャンクショントランジスタ (UJT[英 9])
2つのベース端子を持つN型半導体とエミッタ端子を持つP型半導体とを接合したもので、サイリスタのトリガ素子として開発された。安定な高出力パルスが得られる。3つの電極を持つためトランジスタという名前があるが、本質的にはトランジスタとは無縁な、1つの接合しか持たない構造(単接合)の、ユニークな半導体素子である。後述のPUTの台頭により姿を消した。
プログラマブルUJT (PUT[英 10])
動作特性を可変としたUJT。UJT同様、サイリスタのトリガ素子として開発された。本質はトランジスタではなく、これ自体4つの接合をもつNゲートサイリスタである。既に日本メーカー製のものは全て製造中止となっている。
フォトトランジスタ
光信号によって電流を制御するトランジスタである。パッケージには、光を透過する樹脂またはガラスが用いられ、一般的には(光線入力がベース電流を代用するため)ベース端子の無い二端子素子の形状となっている。主に光センサとして用いられる。同一パッケージ中に発光素子と組み合わせて封止したフォトカプラは、電源系統の違う回路間で絶縁を保ったまま信号伝達するのに用いられる。
静電誘導型トランジスタ (SIT[英 11])
静電誘導効果を利用したもので、チャネル抵抗を極限まで減少させるためチャネルを短くし、チャネル電流が飽和しないようにしたものである。高速動作・低損失で、信号波形の忠実な増幅が可能である。
ダーリントントランジスタ
バイポーラトランジスタの一種。電流増幅率を大きくするためにトランジスタの出力を別のトランジスタの入力とする接続法をダーリントン接続というが、1つのパッケージ内でこの接続を行い、外観としては一般のトランジスタと同様なものをダーリントントランジスタと呼ぶことがある。
パワーバイポーラトランジスタ[英 12]
電動機の制御など、特に大きな電力(kWキロワットオーダ)を取り扱うために開発されたバイポーラトランジスタのこと。単にパワートランジスタとも呼ばれ、PTr[英 13]と略される。電気鉄道のインバータ装置チョッパ装置のスイッチング素子として利用された実績もあるが、鉄道用インバータ装置として使うには耐電圧性能が足りないため降圧処置が必要であり、コスト面で不利であったため普及しなかった。バイポーラトランジスタは電流制御型(ベース端子に流す小さな電流でコレクタ - エミッタ間の大きな電流を制御する)なので、取り扱う電流が大きくなれば駆動回路も大規模になる。特にスイッチング用途においては、2000年代に入り、特性がよく電圧駆動型のパワーMOSFET絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT) に置き換えられつつある。



  1. ^ : transfer of a signal through a varister または transit resistor
  2. ^ : Kahng
  3. ^ : Atalla
  4. ^ : bipolar transistor
  5. ^ : field effect transistor
  6. ^ : unipolar transistor
  7. ^ : insulated gate bipolar transistor
  8. ^ : grounded-trench-MOS assisted bipolar-mode field effect transistor
  9. ^ : uni-junction transistor
  10. ^ : programmable uni-junction transistor
  11. ^ : static induction transistor
  12. ^ : power bipolar transistor
  13. ^ : power transistor
[ヘルプ]
  1. ^ [1]
  2. ^ Lilienfeld, Julius Edgar, "Method and apparatus for controlling electric current" アメリカ合衆国特許第1,745,175号 1930-01-28 (filed in Canada 1925-10-22, in US 1926-10-08).
  3. ^ GB application 439457, Heil, Oskar, "Improvements in or relating to electrical amplifiers and other control arrangements and devices", published 1935-12-06, issued 1934-03-02  European Patent Office, filed in Great Britain 1934-03-02, (originally filed in Germany 1934-03-02).
  4. ^ アキバに見た ヴィンテージ・ラジオの宝庫
  5. ^ トランジスタは日本人が発明していた!!」、『三洋電機社内報』1996年、 13頁。
  6. ^ 内田秀男無線と実験通巻275号』第35巻第3号、誠文堂新光社1948年3月、 7-9頁。
  7. ^ 『電波技術』1957年1月号。
  8. ^ 「復刻・内田秀男と『無線と実験』 トランジスター開発を目指して」、『おとなの工作読本』11号、誠文堂新光社、 97頁。
  9. ^ 杉本哲 『初歩のトランジスターラジオの研究』 山海堂、1958年版 pp. 4-6、1967年版 pp. 6-7。
  10. ^ David Bodanis (2005). Electric Universe. Crown Publishers, New York. ISBN 0-7394-5670-9. 
  11. ^ Arns, Robert G. (October 1998). “The other transistor: early history of the metal-oxide-semiconducor field-effect transistor”. Engineering Science and Education Journal 7 (5): 233–240. doi:10.1049/esej:19980509. ISSN 0963-7346. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=730824. 
  12. ^ J. Chelikowski, "Introduction: Silicon in all its Forms", Silicon: evolution and future of a technology (Editors: P. Siffert, E. F. Krimmel), p.1, Springer, 2004 ISBN 3540405461.
  13. ^ Grant McFarland, Microprocessor design: a practical guide from design planning to manufacturing, p.10, McGraw-Hill Professional, 2006 ISBN 0071459510.
  14. ^ TR-55ソニー公式サイト
  15. ^ 50年前のソニーが生んだもの日経エレクトロニクス雑誌ブログ、2005年8月5日
  16. ^ W. Heywang, K. H. Zaininger, "Silicon: The Semiconductor Material", Silicon: evolution and future of a technology (Editors: P. Siffert, E. F. Krimmel), p.36, Springer, 2004 ISBN 3540405461.


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