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普通のトランジスター(バイポーラ)と電界効果トランジスターの違い

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普通のトランジスターというは、ラジオなどに多用されているバイポーラ・トランジスターのことです。
ICやLSIと呼ばれる集積回路も一つのシリコンウエハーの上に幾つものトランジスターをつくることによって機能を持つ回路をつくっています。

バイポーラは2極があるという意味で、半導体中の電子と電子が抜けた正孔の両方を使うトランジスターを「バイポーラ・トランジスター」と呼んでいます。
2極があるなら1極のユニポーラ(単極)があるのか?
それが、電界効果トランジスター(FET)、「ユニポーラ・トランジスター」で、電子または正孔の一方を使います。

下図はNPN型バイポーラ・トランジスターの動作を説明したものです。
ベースにプラスの電圧を掛けると、エミッターにある電子が薄いベース層に流れ込み、
一部はベースか電流になりますが、大部分は極薄い空乏層を突き抜けてコレクターに達してコレクター電流となります。
この電流によってエミッタからコレクターの電流が流れやすくなって、エミッタからコレクターに大きな電流が流れます。
エミッタからコレクターに流れる電流の大きさはベース電流に比例します。

下図は電界効果トランジスターの動作説明図です。

電子はソースからドレインに向かって流れていますが、ゲートにマイナス電圧を掛けると、N型半導体(図中水色)とP型半導体(図中黄色)の間の空乏層が出来ます。
ソースからドレインに向けて動く電子は空乏層を避けて通るしかなく、また、空乏層の大きさはゲートに掛けるマイナス電圧の大きさに比例するので、ドレイン電流の大きさはゲートに掛けるマイナス電圧の大きさに比例することになります。
以上の説明でお解りのように、バイポーラ・トランジスターは、ベースを流れる電流がコレクター電流を制御し、電界効果トランジスターはゲートに掛かる電圧がドレイン電流を制御しています。
この違いは、ベースに電流を流す必要があるバイポーラ・トランジスターは、入力インピーダンスが低く、ゲートに殆ど電流を流さずにすむ電界効果トランジスターは入力インピーダンスが高いという性質に表れます。


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