バイポーラ接合トランジスタの動作原理と応用

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BJTは、1948年にウィリアム・ショックレー、ブラッテン、ジョン・バーディーンによって発明され、エレクトロニクスの世界だけでなく、私たちの日常生活においても再形成されました。 バイポーラ接合トランジスタ 電子と正孔の両方の電荷キャリアを使用します。無関心電界効果トランジスタなどのユニポーラトランジスタは、1種類の電荷キャリアのみを使用します。 BJTは、動作のために、2つの接合部の間に2つの半導体タイプのn型とp型を使用します。 BJTの主な基本機能は、電流を増幅することです。これにより、BJTを増幅器またはスイッチとして使用して、携帯電話、産業用制御、テレビ、無線送信機などの電子機器に幅広く適用できます。 BJTには、NPNとPNPの2種類があります。

BJTとは何ですか?

バイポーラ接合トランジスタはソリッドステートデバイスであり、BJTでは2つの端子に電流が流れます。これらはエミッタとコレクタであり、電流の量は3番目の端子(ベース端子)によって制御されます。他のタイプのトランジスタとは異なります。 電界効果トランジスタ これは出力電流が入力電圧によって制御されることです。 BJTのn型とp型の基本記号を以下に示します。




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

バイポーラ接合トランジスタの種類

これまで見てきたように、半導体は一方向の流れ電流に対する抵抗が少なく、抵抗が高いのは別の方向であり、トランジスタを半導体のデバイスモードと呼ぶことができます。バイポーラ接合トランジスタは、2種類のトランジスタで構成されています。それは、私たちに与えられた



  • 点接触
  • 接合トランジスタ

2つのトランジスタを比較すると、接合トランジスタはポイントタイプのトランジスタよりも多く使用されています。また、接合トランジスタは以下の2種類に分類されます。各接合トランジスタには、エミッタ、コレクタ、ベースの3つの電極があります。

  • PNP接合トランジスタ
  • NPN接合トランジスタ

PNP接合トランジスタ

PNPトランジスタでは、エミッタはベースに対して、またコレクタに対してもより正です。 PNPトランジスタは、3端子デバイスで作られています。 半導体材料 。 3つの端子はコレクタ、ベース、エミッタであり、トランジスタはスイッチングおよび増幅アプリケーションに使用されます。 PNPトランジスタの動作を以下に示します。

一般に、コレクタ端子は正端子に接続され、エミッタはエミッタまたはコレクタ回路のいずれかの抵抗で負電源に接続されます。ベース端子には電圧が印加され、トランジスタがON / OFF状態で動作します。ベース電圧がエミッタ電圧と同じ場合、トランジスタはオフ状態です。ベース電圧がエミッタに対して減少すると、トランジスタモードはオン状態になります。この特性を使用することにより、トランジスタはスイッチとアンプの両方のアプリケーションで動作できます。 PNPトランジスタの基本図を以下に示します。


NPN接合トランジスタ

NPNトランジスタはPNPトランジスタとは正反対です。 NPNトランジスタには、エミッタ、コレクタ、ベースの3つの端子があります。これらはPNPトランジスタと同じです。 NPNトランジスタの動作は

一般に、正の電源はコレクタ端子に与えられ、負の電源はエミッタまたはコレクタまたはエミッタ回路のいずれかの抵抗でエミッタ端子に与えられます。ベース端子には電圧が印加され、トランジスタのONN / OFF状態で動作します。ベース電圧がエミッタと同じ場合、トランジスタはオフ状態です。ベース電圧がエミッタに対して増加すると、トランジスタモードはオン状態になります。この条件を使用することにより、トランジスタは増幅器とスイッチの両方のアプリケーションのように機能できます。基本的なシンボルと NPN構成 以下に示す図。

PNPおよびNPN接合トランジスタ

PNPおよびNPN接合トランジスタ

ヘテロバイポーラ接合

ヘテロバイポーラ接合トランジスタもタイプで、バイポーラ接合トランジスタです。エミッタとベース領域に異なる半導体材料を使用し、ヘテロ接合を生成します。 HBTは、数百GHzの非常に高い周波数のシングルを処理できます。一般に、超高速回路で使用され、主に無線周波数で使用されます。そのアプリケーションは、携帯電話やRFパワーアンプで使用されています。

BJTの動作原理

BE接合は順方向バイアスであり、CBは逆方向バイアス接合です。 CB接合の空乏領域の幅はBE接合よりも広くなっています。 BE接合での順方向バイアスは、障壁電位を低下させ、エミッタからベースに流れる電子を生成します。ベースは薄くて軽くドープされており、正孔が非常に少なく、エミッタからの電子の量が約2%少なくなります。穴のあるベース領域とベース端子から流出します。これにより、電子と正孔の組み合わせによりベース電流が流れ始めます。残った多数の電子は、逆バイアスコレクタ接合を通過してコレクタ電流を開始します。 KCLを使用する 数式を観察できます

IS=私B+私C

ベース電流は、エミッタおよびコレクタ電流と比較して非常に少ないです

IS〜私C

ここで、PNPトランジスタの動作はNPNトランジスタと同じですが、唯一の違いは電子ではなく正孔だけです。下の図は、アクティブモード領域のPNPトランジスタを示しています。

BJTの動作原理

BJTの動作原理

BJTの利点

  • 高い運転能力
  • 高周波動作
  • デジタルロジックファミリには、BJTでデジタルスイッチとして使用されるエミッタ結合論理があります

BJTのアプリケーション

以下は、BJTの2つの異なるタイプのアプリケーションです。

  • 切り替え
  • 増幅

この記事では、バイポーラ接合トランジスタとは何か、BJTの種類、利点、アプリケーション、およびバイポーラ接合トランジスタの特性について説明します。記事に記載されている情報が、プロジェクトを理解するための良い情報を提供するのに役立つことを願っています。さらに、この記事または 電気および電子プロジェクト 以下のセクションでコメントできます。ここにあなたへの質問があります、トランジスタがデジタル回路で使用される場合、それらは一般的にどの領域で動作しますか?

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