戻る トランジスタ  (transistor)

トランジスタ トランジスタは、p型半導体 と n型半導体 を、npn または pnp のサンドイッチ状 に接合した半導体素子で、増幅作用やスイッチング作用を持っています。

様々な形状のものがありますが、左の写真はその一例です。

しかし、コンピュータには非常に多くのトランジスタが使用されています が、 ほとんどが IC の中に集積されていて、 このような単体のトランジスタが使用されるのは希です。

トランジスタには、エミッタ (emitter)、 ベース (base)、 コレクタ (collector) という 3 つの電極があります。

回路図では下図の記号のように表され、エミッタに付いている矢印がベース‐エミッタ間、 コレクタ‐ベース間に流れる電流の方向を表し、同時に npn型と pnp型の区別も表しています。

ベースからエミッタに流す電流をわずかに変化させると、 コレクタ‐エミッタ間を流れる電流が大きく変化するのが増幅作用です。
ベースからエミッタに流す電流を、コレクタ‐エミッタ間の電流が十分大きくなるように調節しておいて、 ベースの電流を ON-OFF させると、コレクタ‐エミッタ間の電流も ON-OFF します。 この場合も、わずかなベース電流の ON-OFF で、大きなコレクタ電流の ON-OFF が制御できます。 これがトランジスタのスイッチング作用です。

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
プレーナ型トランジスタ
npn型 プレーナトランジスタ
接合型トランジスタは、ベースの層が数μm 程度という薄さでなければなりません。

接合型トランジスタの理論は1949年、ショックレーによって作られましたが、 当時はそんなに薄いベース層を挟んだ npn、または pnp 接合を、実際に作ることはできませんでした。

現在は左図のような構造のプレーナ型トランジスタを量産する技術が確立されていて、 これがさらに IC の製造技術に発展し、今日の半導体技術の礎となっています。

トランジスタは、20世紀の最大の発明のひとつであり、また、文字通りの 「小さな巨人」 でもあります。

関連事項：　講義資料／トランジスタ *Ｊ

*1 最近のパソコンは 128Mバイトのメモリを持つものが中心になっています。 このようなパソコンでは、メモリの記憶素子だけでも 10 億個以上のトランジスタが 使用されています。
また、 CPU には 1,000万個近くのトランジスタが集積されています。

*Ｊ の表記のあるページは、Java を使ったプログラムを使用しています。 ご使用のブラウザによっては、最初、Java を起動するために多少時間がかかる場合があります。


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update: 2001.04.21  ueyama@infonet.co.jp