早 電界効果 トランジスタ ここでは = トランジスタの一種である「電界効果 トランジス タ」を簡単に紹介 します .基 本的な用途は , トランジスタ同様 に「増幅回路」で使われる場合が多いようです . 鉦 P■ 電界効果トランジスタの動作原理 「電界効果 トランジスタ」は,英 語で 「Field Effcct Transistor」 と書くので , 「FET」 と呼ばれます。 「FET」 という呼び名の方が一般的か 頭文字を取って別名 もしれません . 図19.1は ,「 接合形のnチ ャネルFET」 と呼ばれるFETの 原理図です.「 チャ ネル」とは「電流の通り道」を意味 します.つ まり,nチ ャネルとは,電 流の通り 「n形 半導体」であることを表 します。 道が ゲート(G) T電 子nК半 導 体 図19.1 電界効果 トランジスタ (FET)の 原理図 原理 図 の よ うに ,FETも n形 半 導 体 と ,p形 半 導 体 の 組 み合 わ せ で で きて い ます .FETに は3本 の 端子 が 出 て お り ,そ れ ぞれ ゲ ー ト(G), ドレイ ン (D),ソ ー ス (S)と 名前 が 付 いて い ます 。 3本 の 端 子 に電 源 を加 えて ,FETが どの よ うに電 流 を制御 して い るの か を見 て い きま しょう . 図 19.2は , ドレイ ン・ ソース 間 に電 圧 yDSを 接 続 し,ゲ ー ト・ ソー ス間 に 電 圧 ycsを 接 続 して い ます 。電圧 yDsに よ って ドレ イ ン電 流 fDが 流 れ ます . ここで ,電 圧 ycsは ,逆 方 向電 圧 とな って い ます の で ,電 圧 ycsを 大 き く し '30 て い くと空 乏 層 が広 が っ て い きます 。 空 乏 層 が広 が って い くと ,電 流 の 通 り道 (チ ャネル )が 狭 くな って い きます の で , ドレイ ン電 流fDは ,流 れ に くくな ります。 つ ま り ,逆 方向電 圧 で あ るycs ｀ 30 ゲートのホール(正 電荷)と 電源VGSの 負が引き合います . 19F― ラィジぅ夕 p普 昼警L_ 膚つ 号ト ソース (S) E/ ← _彬 半 さいとIDは 大きくなる (a)ycsが りヽ く￨卜 1/csを 大きくする ycs[V] ソース (S) 図 19.2 FETの 電 流 制 御 を変化 させることで ,流 れる ドレイン電 憲 Dを 制御できるのです。 '31は 今までお話 ししてきた トランジスタ ,べ _ス 電熙 、が出力電流 を制御 し ていました。FETで は ,こ の ように ,電 圧が出力電流を制御するのです . この ことか ら今 まで学んだ トランジスタを 「電流制御素子」といい ,FETを 「電圧制御素子」というように区別 します。 FETは ,接 合形 の他 に「MOS(モ ス)形 」(Meta1 0xide Semiconductor)が あります。 また ,pチ ャネルのFETも あります。 この他 に も色 々なタイプの FETが 存在 します.詳 しくは専門書をお読み ください。 ・31 今まで学んできた トランジスタを「バイボーラ トランジスタ」といいます。それに対 して,FET を「ユニポーラ トランジスタ」という区別もします . 電界効果 トランジスタの動作原理 く 電界効 果 トラ ンジ スタ (b)1/6Sが 大きいとrDは 小さくなる 図 19。 3は ,接 合形nチ ャネルFETの 図記号 です。また ,「 VDS rD特 性」を 図19.4に 示 します.ト ランジスタの 「ycE_rc特 性」にそっくりな図です.図 記号 ,特 性共 に トランジスタと似ていますね . ドレイン ゲートG 図 19.3 ― ソース S 接合形nチ ャンネルFETの 日配号 小 ︱ ︱ ︱ ︱ ［くＥ ︼絆 -vosl-t ― ー定 =ミ ―1/cs一 定 yDS[V] ― ) 図19.4 接合形nチ ャンネルFETの VDS ら特性
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