質問: トランジスタのスイッチング作用(その2) トランジスタのスイッチング作用について質問があります。 前回と似た質問で恐縮です。 *------------vcc(12v) | rl | *------------vout | c (0~5v)vin-----r------b npnトランジスタ e | | o-------------*------------o 上図の回路で正の入力電圧を印加し、npnトランジスタを飽和させてスイッチングさせます。正の入力電圧を印加しているときは、トランジスタがonし、コレクタからエミッタへ電流が流れます。また、onしているので、入力の位相が反転して出力に現れます。 on時のコレクタ・エミッタ間電圧vce(sat)が0.4vとすると、コレクタの電位は0.4vになります。 ここで質問です。 トランジスタがスイッチonの時、vbeは0.7v(動作時のvbeはおおよそこの電圧で考えるようですね。)、vceは0.4vとなると、コレクタ(電圧低い)、ベース(電圧高い)という関係になります。電流は電圧が低いところから高いところへは流れません。ということはコレクタからベースには電流は流れないことになります。ベースに電流が流れなければエミッタへも流れません。しかし、現実にはコレクタ→エミッタで流れます。これはどう考えたらよいのでしょうか。理由がわかりません。 入門書ではエミッタからベースに自由電子が流れて、大半がベースを突き抜けてコレクタへ移動するためコレクタからエミッタに電流が流れるとあります。これは理解できます。ただし質問の場合は、コレクタ(電圧低い)、ベース(電圧高い)という関係は無視されて、電圧が低いところから高いところへ流れるという現象になるのでしょうか。 「同じような質問して!」と思われるかもしれません。恥ずかしい限りですがホームページでも書籍でもズバリの理由が探し出せません。よろしくお願いします。
回答: トランジスタに電流が流れるのは電圧のかけ方と、ベースの薄さが味噌になります。 ?b-e間に電圧をかけると、eの電子は大量にベースに流れ込みます。 ?ベースはかなり薄いため、流れ込んだ電子はそのままコレクタ側に突き抜けます。 ベースに電子が大量に集まることにより、コレクタ側に正孔が集まり、ベース側から ←←←←かなり重要な要素 cに電子の移動を容易にしている。 ?c側に電子が入ったら、cに接続している+電圧に電子が引かれていきます。 ←←←←電圧のかけ方が重要な要素 ??~?の工程を繰り返すことで、トランジスタは電流を流します。 ちなみに、電気を扱う人には常識だと思いますが、電子の流れは、電流の向きとは反対です。 ちょっと舌っ足らずでしたね。 上記説明より、ベースとコレクタの電圧値が電流を流すのではなく、 電圧を掛ける向きにより、電流が流れる言うのがトランジスタの動作の鍵になります。 簡単に言うと、ベースは薄い、そのため、勢いよくベースに流れ込んだ電子はコレクタに突き抜ける 。突き抜けた電子はコレクタにかかっている+電圧に引かれる。 トランジスタを作る上で一番重要だったのはベースの薄さだったのかもしれませんね。