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2021年4月12日 (月)

トランジスタの基礎

トランジスタの基礎とはHow_tr

 トランジスタ技術 SPECIAL の最新号 No154 が出たので、読んでみた。今回は
「達人へのツボ」電子回路のツボ
というタイトルで、久々のアナログ関連で、興味がわいた。

 中でも8章の「基本トランジスタ回路のツボ」の特集は読み物としても面白い。
この中の等価回路について、考えて見た。文中の図4にあるのが右図の中央の等価回路だが、これは高周波にも対応できるものなので、ちょっと難しくて、Cπやccなどのコンデンサーが入っている。
通常のスイッチングや、低周波のアンプなどは、これを簡略化した一番下の等価回路を使うと判りやすい。
ベース・エミッタ間にはダイオードがあって、低いベース抵抗が繋がっており電圧をかけると電流が流れる。
rb は低いので、電圧をベース・エミッタ間にかけるとダイオードと同じように約 0.6V 程度の順電圧で電圧が起きている。これはダイオードと同じように温度が上がると 0.6V からすこし小さくなり、温度が低いともうすこし高い電圧になる。このあたりを理解すると、固定電圧をベースにかけていて、温度が下がると Vbeが上がるので、かけている電圧が足りなくなり動作しなくなることが予想される。
 同様に温度が上がると Vbeが下がるため、電流が多くなり流れすぎて熱暴走することもある。このあたりが、この等価回路を理解するツボだと考える。

 一方出力側のコレクタだが、ベース電流の hfe (電流増幅度)倍にコレクタ電流が流れる電流源になるのですが、無限に流れるのではなく、例えば大電流を流そうとすると hfe 倍にならないこともあるし、トランジスタが ONすればショート状態にできると考えてしまうのも、ちょっと困った点です。
 実際どんなトランジスタでも(FETでなくバイポーラトランジスタの話です)コレクタとエミッタ間は、だいたい 0.2V 程度の Vce sat という電圧が残ってしまうのです。これは大電流を扱う場合にはもっと大きな値になる場合がありますし、電源電圧いっぱいに使いたい時などは困った点でもあります。

 そのあたりは、また次回で。

 

 

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