トランジスタースイッチ

電子スイッチとしてのトランジスターの動作を理解する。

トランジスター(transistor)

npn型トランジスタ
NPNトランジスタ 		pnp型トランジスタ
PNPトランジスタ
電流はP(positive)型からN(negative)型へ流れる。

トランジスタのピン配置



2SC1815の場合
品名が印刷されている平らな面を手前にして、

右が　ベース
真ん中が　コレクタ
左が　エミッタ

各電極のピン配置は、トランジスターによって異なるので、規格表等で 調べる必要がある。(右は2SD880の場合)


増幅作用

スイッチング作用

トランジスタスイッチと水道との類似

水道と蛇口に例えてみると、スイッチ動作を理解し易い。

蛇口の開閉（ベース電流）で、水道に水（エミッタ-コレクター間に流れる電流）を流したり（ON)止めたり（OFF)する。


















トランジスタスイッチの通常の使い方は、ベース電流IB のON/OFFで、コレクター電流ICのON/OFFを行う。 　　　　
　全開(Open)　ＯＮ
　全閉(Close) ＯＦＦ
（全開、全閉だけで、半開のような調節はしない！）

コレクター電流ICは抵抗Rの値で決め、ベース電流IB のON/OFFでICのON/OFFを行う。

様々なトランジスター

　

2SC1815のような小信号用トランジスタでは、コレクタ電流は100mA程度である。

より大きな電流を制御する為のパワートランジスターや、 高速にスイッチングを行う為の高周波トランジスター等の様々なトランジスターが開発されてきた。

電気的特性


小信号用の2SC1815と 電力増幅用の2SC880との電気的特性を比較すると、用途によるトランジスタ の性能の違いが判る。
項　目2SC1815　　2SD880　
VCEO50 V60 V
IC150 mA3A
PC400 mW30W
hFE70〜70060〜300
fT80 MHz3 MHz

VCEO： ベース(B)開放時にコレクタ(C)-エミッタ(E)間に掛けられる最大電圧。
IC：最大コレクタ(C)電流。
PC： 周囲温度(Ta)=25℃で連続して消費させることができる最大コレクタ(C)損失
（放熱器なし）
hFE：エミッタ(E)接地での直流に対する電流増幅率。(IC÷IB)
fT： 周波数をあげていくと電流増幅率が低下するが、ベース電流(IB)とコレクタ電流(IC)が
等しくなる周波数。
（直流増幅できなくなる周波数（トランジション周波数））


液晶ディスプレー(LCD)

携帯、PC、TV等の液晶画面

各画素（画面を構成してる最小単位）のON/OFFを薄膜トランジスター(TFT) のスイッチで制御している。

NPNトランジスターの仕組み

各部はそれぞれ「ベース電流を土台とし」「エミッタが放出した電子を」「コレクタが受け取る」という名前通りの働きをする。

(2007年6月7日 和田)