トランジスタの意外な特長

トランジスタの意外な特長

トランジスタは増幅作用があり、ベースに微弱な電流を流すと、それが数１００倍になって本流=コレクタ－エミッタに流れる　

というのがトランジスタでした。

つまり、微弱な電流で大きな電流をコントロールする

例えば　ベースに　0.2mA　を流してみると　増幅率ｈfe　200倍なら、ベースにわずか0.2mA　流すと　×200倍　でコレクタには40mＡ　の電流が流れることになりますが、正確にはそう単純に考えるわけにもいかないのです。

ここから、個々のトランジスタの中身の働きの話になります。

グラフを持ち出してややこしい話をするようですが、電流が２００倍になること、、実際はどうなんでしょうか？

トランジスタ　2SC1815　のデータシートの　Ic　－　Vce、IB　のグラフです。

 

一番下の曲線を見ると ＩB=0.2mA
となっています。

 

これがベース電流を０．２mA流したときの
このトランジスタの動作です。

 

そのとき、縦軸Icを読むと,
コレクタ電流は　約35mA程度　になっています

つまり　このトランジスタは、 ＩB=0.2mA　→　Ｉc=35mA
のコレクタ電流が流れる　ということを表しています。

トランジスタの基本

　

 

ベースに　　ＩB=0.2mA　を流すと

コレクタに　Ｉc=35mA　が流れることになります。

それでは、電圧は何ボルトにしたら　Ｉc=35mA　になるのでしょう？

上の増幅率が×２００　では　ベースが×２００倍になるというだけで、電圧にはぜんぜん触れていません。
　電圧が１Vでも１０Vでもいいというわけにはいかないでしょう。

トランジスタの電圧と電流

　

 

この回路の電圧（Vce）は　何ボルトしたら

　Ｉc=35mA
なのでしょうか？

 

2SC1815　Ic－Vce、IB　のグラフ

グラフの一番下の曲線、 ＩB=0.2mA　の縦軸を見てください。

これは、ベースに　ＩB=0.2mA　を流すと

電圧が　１Vでも　５Vでも　　Ｉc　はほぼ一定のＩc=35mA　流れる

ということを表しています！？

今度は、ベース電流を大きくして

ＩB=1.0mA　を流すと　Vce　2Vのとき　グラフから　コレクタには、
約Ｉc=110mA　程度が流れる

そして、ベース電流はそのまま 電圧を２倍に上げてVce：４Vにすると コレクタには約　Ｉc=1２５mA　程度が流れる

と　電圧を２倍に上げても、電流は少ししかあがりません。

　　これでは、いままでのオームの法則が通用しません！　

しかし、ベース電流を上げると一気にコレクタ電流も増えます。ベース電流を上げるとそれにだいたい従って本流=コレクタ電流も増えるので、

トランジスタはこのベース電流でコントロールするのです。

まず、トランジスタのこのような特徴を覚えておきましょう。

でも、オームの法則は超えられない

「 いままでのオームの法則が通用しません 」

とありましたが、トランジスタでもやっぱりオームの法則は超えられません。

トランジスタの増幅率からだけ見るとベースに微弱な電流入れると、
　増幅率が×２００　では　ベースが×２００倍になります。

オームの法則で回路計算

トランジスタを使わずに、抵抗に普通に電気を流してみると

普通の計算：オームの法則です。

電圧÷抵抗 ＝ 電流

トランジスタで回路計算

これをトランジスタでＯＮ、ＯＦＦさせるようにし、ベースに１mA流してみた場合

何も考えず、単純に増幅率から流れる電流を計算すると

　

 

１mA　×２００（増幅率）
　＝　２００mA
　（ベース電流 × 増幅率 ＝コレクタ電流）

 

　２００mA　流れることになります!

しかし、こんなことは起こりません。

というわけで、トランジスタでもやっぱりオームの法則は生きていて、トランジスタはベースで蛇口を調節するので、蛇口全開で出る水の量を、蛇口を調節してもそれ以上増にやすことはできません。
　本流のオームの法則は超えられず、頭打ちになります。

トランジスタの増幅作用は、送り込んだものを×２００倍とかに自動的にしてくれる魔法の半導体ではなく、蛇口をひねって大きな電力をコントロールする。。。

こんなところからもなんとなくトランジスタの増幅作用の働きがみえてきます。

このへんは前回の　　　
　☆トランジスタのスイッチング回路とは☆　　　も参考にしてください。