トランジスタの紹介：

以前は、電子デバイスの重要で重要なコンポーネントは真空管でした。これは、電流を制御する。真空管は機能したが、かさばり、より高い動作電圧、高消費電力、より低い効率を必要とし、カソード電子放出材料が動作中に使い果たされた。それで、それはチューブ自体の寿命を短くする熱として終わりました。これらの問題を克服するために、ジョンバーディーン、ウォルターブラッテン、ウィリアムショックレーは、1947年にベル研究所でトランジスタを発明しました。この新しいデバイスは、真空管の基本的な制限の多くを克服するためのはるかに洗練されたソリューションでした。

トランジスタは、導通と絶縁の両方が可能な半導体デバイスです。トランジスタは、スイッチおよび増幅器として機能することができます。音波を電子波と抵抗器に変換し、電流を制御します。トランジスタは寿命が非常に長く、サイズが小さく、安全性を高めるために低電圧電源で動作でき、フィラメント電流を必要としません。最初のトランジスタはゲルマニウムで製造されました。トランジスタは、真空管の三極真空管と同じ機能を実行しますが、真空チャンバー内の加熱された電極の代わりに半導体接合を使用します。これは、現代の電子デバイスの基本的な構成要素であり、現代の電子システムのいたるところに見られます。

トランジスタの基本：

トランジスタは3端子デバイスです。つまり、

“fmトランスミッターはどのように機能しますか ”

ベース：これはトランジスタをアクティブにする役割を果たします。
コレクター：これは前向きなリードです。
エミッター：これはネガティブリードです。

トランジスタの背後にある基本的な考え方は、2番目のチャネルを流れるはるかに小さい電流の強度を変化させることにより、1つのチャネルを流れる電流を制御できるということです。

トランジスタの種類：

トランジスタには、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）と電界効果トランジスタ（FET）の2種類があります。ベースとエミッターの間には小さな電流が流れており、ベース端子はコレクターとエミッター端子の間の大きな電流を制御できます。電界効果トランジスタの場合、ゲート、ソース、ドレインの3つの端子もあり、ゲートの電圧でソースとドレイン間の電流を制御できます。 BJTとFETの簡単な図を次の図に示します。

バイポーラ接合トランジスタ（BJT）

電界効果トランジスタ（FET）

ご覧のとおり、トランジスタにはさまざまなサイズと形状があります。これらすべてのトランジスタに共通していることの1つは、それぞれに3本のリードがあることです。

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（BJT）には、3つのドープされた半導体領域に接続された3つの端子があります。 P-N-PとN-P-Nの2種類があります。

Pドープ材料の2つの層の間にNドープ半導体の層で構成されるP-N-Pトランジスタ。コレクタに入るベース電流は、その出力で増幅されます。

これは、PNPトランジスタのベースがエミッタに対してローに引き下げられたときにオンになるときです。 PNPトランジスタの矢印は、デバイスが転送アクティブモードのときの電流の方向を示しています。

PNP作業図

Nドープ材料の2つの層の間にPドープ半導体の層を含むN-P-Nトランジスタ。ベースの電流を増幅することにより、高いコレクタ電流とエミッタ電流が得られます。

これは、NPNトランジスタのベースがエミッタに対してローに引き下げられたときにオンになるときです。トランジスタがオン状態のとき、電流はトランジスタのコレクタとエミッタの間に流れます。 P型領域の少数キャリアに基づいて、電子はエミッタからコレクタに移動します。この理由により、より大きな電流とより高速な動作が可能になります。現在使用されているほとんどのバイポーラトランジスタはNPNです。

NPN作業図

電界効果トランジスタ（FET）：

電界効果トランジスタはユニポーラトランジスタで、導通にはNチャネルFETまたはPチャネルFETが使用されます。 FETの3つの端子は、ソース、ゲート、およびドレインです。基本的なnチャネルおよびpチャネルFETを上に示します。 nチャネルFETの場合、デバイスはn型材料で構成されます。ソースとドレインの間では、そのタイプの材料が抵抗として機能します。

このトランジスタは、正孔または電子に関する正および負のキャリアを制御します。 FETチャネルは、正と負の電荷キャリアの移動によって形成されます。シリコン製のFETのチャネル。

FET、MOSFET、JFETなどには多くの種類があります。FETの用途は、低ノイズアンプ、バッファアンプ、およびアナログスイッチです。

バイポーラ接合トランジスタのバイアス

ダイオードNPN-PNP

トランジスタは、ほとんどすべての回路に不可欠な最も重要な半導体アクティブデバイスです。それらは回路の電子スイッチ、増幅器などとして使用されます。トランジスタは、電子回路で異なる機能を持つNPN、PNP、FET、JFETなどです。回路が正しく動作するためには、抵抗ネットワークを使用してトランジスタにバイアスをかける必要があります。動作点は、入力信号がない場合のコレクタ-エミッタ間電圧とコレクタ電流を示す出力特性上の点です。動作点は、バイアス点またはQ点（静止点）とも呼ばれます。

バイアスとは、トランジスタの適切な動作特性を提供するために、抵抗、コンデンサ、または電源電圧などを提供することを指します。 DCバイアスは、特定のコレクタ電圧でDCコレクタ電流を取得するために使用されます。この電圧と電流の値は、Qポイントで表されます。トランジスタアンプ構成では、IC（max）はトランジスタを流れることができる最大電流であり、VCE（max）はデバイスに印加される最大電圧です。トランジスタをアンプとして動作させるには、負荷抵抗RCをコレクタに接続する必要があります。バイアスは、AC入力信号がトランジスタによって適切に増幅されるように、DC動作電圧と電流を正しいレベルに設定します。正しいバイアスポイントは、トランジスタの完全にオンまたは完全にオフの状態の間のどこかにあります。この中心点はQポイントであり、トランジスタが適切にバイアスされている場合、Qポイントはトランジスタの中心動作点になります。これにより、入力信号がサイクル全体でスイングするときに出力電流が増減します。

トランジスタの正しいQポイントを設定するために、コレクタ抵抗を使用して、ベースに信号がない状態でコレクタ電流を一定の安定した値に設定します。この安定したDC動作点は、電源電圧の値とベースバイアス抵抗の値によって設定されます。ベースバイアス抵抗は、共通ベース、共通コレクタ、共通エミッタ構成などの3つのトランジスタ構成すべてで使用されます。

トランジスタバイアス-1

バイアスのモード：

トランジスタのベースバイアスのさまざまなモードは次のとおりです。

1.電流バイアス：

図1に示すように、2つの抵抗RCとRBを使用してベースバイアスを設定します。これらの抵抗は、固定電流バイアスでトランジスタの初期動作領域を確立します。

トランジスタは、RBを介して正のベースバイアス電圧で順方向バイアスをかけます。前進ベース-エミッタ間電圧降下は0.7ボルトです。したがって、RBを流れる電流はIです。_B=（V_DC-V_BE） / 私_B

2.フィードバックバイアス：

図2にフィードバック抵抗を使用したトランジスタのバイアスを示します。ベースバイアスはコレクタ電圧から得られます。コレクタフィードバックにより、トランジスタは常にアクティブ領域でバイアスされます。コレクタ電流が増加すると、コレクタの電圧が低下します。これによりベースドライブが減少し、コレクタ電流が減少します。このフィードバック構成は、トランジスタアンプの設計に最適です。

3.ダブルフィードバックバイアス：

図3にダブルフィードバック抵抗を使用してバイアスをかける方法を示します。

2つの抵抗RB1とRB2を使用することにより、ベースバイアス抵抗を流れる電流を増やすことにより、ベータの変動に関する安定性を高めます。この構成では、RB1の電流はコレクタ電流の10％に等しくなります。

4.電圧分割バイアス：

図4は、2つの抵抗RB1とRB2が分圧器ネットワークを形成するトランジスタのベースに接続されている分圧器バイアスを示しています。トランジスタは、RB2の両端の電圧降下によってバイアスを取得します。この種のバイアス構成は、アンプ回路で広く使用されています。

5.ダブルベースバイアス：

図5に安定化のためのダブルフィードバックを示します。エミッタとコレクタの両方のベースフィードバックを使用して、コレクタ電流を制御することで安定性を向上させます。抵抗値は、エミッタ抵抗の両端の電圧降下を電源電圧の10％に設定し、RB1を流れる電流をコレクタ電流の10％に設定するように選択する必要があります。

トランジスタの利点：