トランジスタ増幅のナゾ

トランジスタには増幅作用がある？？

アナログ部品の代表　トランジスタ。
今のデジタル回路時代でも、これを避けては通れません。

もちろん、トランジスタ仕組みとの回路だけでも、一冊の本に十分なるほどいろんな使い方ができます。

でも、トランジスタ回路　の本を読んでも　面白くもありません。

トランジスタは何につかえるのでしょうか？ どんな場合にに使うのか？

最初に　「増幅」　と難しそうそうですが。

リレーをすでに知ったので、スイッチを入れるものと考えれば使い方は案外簡単です。（でも、奥が深いのです）

トランジスタの増幅作用

子供の頃
トランジスタは増幅するもの　と言われていたので

両替機で
上から１００円入れると

　１００円
　　↓
　　千円

下から千円になって出てくる　ようなものだと思っていました。

しかし、そんな話は　世の中にも　自然法則にも　ないでしょう。

増幅と言うことばがまぎらわしいのではないか　と思います。（上の両替機の例を増幅と思うのも考えものですが）

本当のトランジスタの働きは？

トランジスタの配線は　３本このような回路です。

トランジスタの３つの電流

トランジスタで重要な３つの名前

　

トランジスタに流れる電流
　ベース、エミッタ、コレクタ

スイッチに例えると

これはリレーと同じ説明、リレーと同じようなものです。

トランジスタの増幅のしくみ

トランジスタの増幅のしくみは、こうです。

貧弱な電流をベースに送り込みます。
すると、スイッチが入りエミッタ、コレクタ　のラインに　電流が流れます。

貧弱な電流をベースに送り込むと

エミッタ、コレクタ　のラインに
　大きな電流が流れるというのが トランジスタです。

 

回路にするとこのようになります。

スイッチをＯＮにすると、ＬＥＤが点灯する回路です。

　

スイッチＯＮでﾍﾞｰｽに電流が流れると
コレクタ－エミッタに電流が流れるのでＬＥＤが点灯

スイッチＯＦＦで、コレクターエミッタが遮断され電流が流れなくなるので、ＬＥＤ消灯。

 

これはトランジスタをスイッチのように使う方法です。
しかし、これではリレーと代わり映えしません。

トランジスタは大きく２種類の使い方があります。

• １つ目は　リレーのようなON,OFFするスイッチング
  
  
• ２つ目は　増幅

トランジスタの増幅とは

増幅だが、増幅というのはまぎらわしい

ピンク色部分がリレーと違うところで、トランジスタらしいところです

リレーはスイッチをONにするかOFFにするかでしたが、トランジスタは電流の調節もできます。

ベースに貧弱な電流を入れると、入れた電流に応じて本流の大きな電流を調節できる　のがトランジスタです。

ＬＥＤは抵抗を変えることで明るさを調節できましたが

　
この回路でみると、

　

 

ベースに流す電流を抵抗値で加減すると、

本流=コレクタ－エミッタの電流を調節できるので、ＬＥＤの明るさが調節できることになります。

 

これを増幅といえばそうですが、それより

　 　水道の蛇口とそっくりです　

デジタルＩＣに直接モーターをつないでもまわりません。
マイコンでも同じくモーターなどをつないではいけません。

出す電流が貧弱だからです。

ＬＥＤのようなたいした電流でない光モノでも、ＩＣの貧弱な電流で直接つないで光らせるには苦しいのです。

だから、小さな電流で大きな電流を操ることができるトランジスタはマイコンやデジタルＩＣにはピッタリです。直接つなぐのではなく、その貧弱な電流で蛇口を回し、それで動かそうというのです。

そんなわけでデジタルICにもアナログ部品の代表－トランジスタが欠かせません。
（トランジスタはベースから電流を送り出すＮＰＮ型と　ベースが電流を吸い込むＰＮＰ型があります）

そして、トランジスタにも種類があり、流せる電流の大きさなどが違うので、用途に応じて選ぶ必要があります。

トランジスタの２種類の使い方

トランジスタはその蛇口のひねり方で２種類の使い方ができます。

そしてこれまでの電子部品になかった半導体としての特長があります。

１．スイッチング

リレーと同じようにＯＮ，ＯＦＦさせるだけに使う方法です。

ベースに入れる電流で本流をコントロールできますが、調節はしない

• 蛇口全開　ＯＮ
• 蛇口全閉　ＯＦＦ

この２種類で本流を　流す（スイッチＯＮ）　か　流さない（スイッチＯＦＦ）　か
のどちらかで使う方法

２．増幅　コントロールする（蛇口で調節）

流す電流をベースでの蛇口のひねり具合で調節する方法。

ベースに流す電流の大きさを加減することで、大きな電流をコントロールする。