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バイポーラトランジスタとは?

ばいぽーらとらんじすた

バイポーラトランジスタとは、電子と正孔の両方のキャリアを使って電流を制御する半導体素子のことです。

バイポーラトランジスタ(Bipolar Junction Transistor、BJT)は、NPN型またはPNP型の3層構造の半導体素子で、ベース・コレクタ・エミッタの3端子を持ちます。「バイポーラ(双極性)」という名称は、電子(負の電荷キャリア)と正孔(正の電荷キャリア)の両方が動作に関与することに由来します。

動作原理として、NPN型を例にとると、ベース・エミッタ間に小さな電流(ベース電流)を流すと、コレクタ・エミッタ間に数十〜数百倍もの大きな電流(コレクタ電流)が流れます。この電流増幅作用が「電流利得(hFE)」で表され、トランジスタの基本的な増幅・スイッチング動作を実現します。

バイポーラトランジスタの特徴:

  • 電流制御型デバイスで、FETと比べてベース電流が必要
  • スイッチング速度はMOSFETより劣る場合があるが、アナログ特性が優秀
  • 低ノイズ特性を活かして高周波増幅回路やオーディオアンプに採用
  • 熱に比較的敏感で、温度管理が設計上の重要課題

デジタル回路ではMOSFETに主役の座を譲りましたが、高周波アナログ回路や高速ロジック(ECL)、バイポーラ・CMOS混在の「BiCMOS」プロセスなど、独自の強みを生かした分野で現在も重要な役割を担っています。

使い方・例文

ラジオやオーディオアンプの増幅回路、スイッチング電源のドライバー回路など、微小な信号を大きく増幅したい場面でバイポーラトランジスタが使われます。

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