トランジスタ電界効果トランジスタ図記号 MOS形接合形バイポーラ形 Nチャネル Pチャネル

無線工学 > １アマ > H20年08月期 > A-06
A-06	次の記述は、図に示す半導体素子について述べたものである。このうち誤っているものを下の番号から選べ。

Fig.H2008A06a

１	図１は、接合形トランジスタのＰＮＰ形である。
２	図２は、接合形ＦＥＴのＮチャネル形である。
３	図１は、ユニポーラ形、図３はバイポーラ形トランジスタである。
４	図３は、ＭＯＳ形ＦＥＴのＮチャネルエンハンスメント形である。
５	図２と図３のＦＥＴをソース接地増幅器として用いるとき、入力インピーダンスが高いのは、図３のＦＥＴである。

　最近は、バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタ）よりも電界効果トランジスタ（以下、FET）の方が新製品が多いような気がします。電源（スイッチング電源）からインバータの制御まで、また、高周波電力増幅もそうですが、大きめの電力を扱うところには低周波から高周波までFETが全盛です。

［１］トランジスタとFETの回路記号

　トランジスタとFETは「増幅素子」であるという点では共通していますが、その動作は全く異なります。

Fig.HC0104_a
トランジスタとFETの回路記号

　また、FETの中にも、動作特性によって分類があります。また、トランジスタではNPNとPNP、FETではＮチャネル形とＰチャネル形、という分類があって、それぞれ回路図記号が違います。
　まずその違いをFig.HC0104_aにまとめておきました。問題では、少しだけ特性についても問われているので、ここでも特性ごとに分類して、次の項に簡単に説明しておきます。詳しい動作の説明は、それぞれの素子の問題と解答で行なっています。

［２］トランジスタとFETの機能と分類

　まず、広義のトランジスタは大きく２種類に分けられることは御存知かと思います。（バイポーラ）トランジスタとFETです。
　FETはさらにその構造により、接合形とMOS形に分けられます。さらに、MOS形はその電気的動作によって、デプレッション形とエンハンスメント形に分けられます。以下に、特性による簡単な分類を表にしてみました。

バイポーラトランジスタ			ベースに流れる電流でコレクタに流れる電流を制御する。エミッタ接地の場合、入力インピーダンスは低い。
電界効果トランジスタ	接合形		ゲートにかける電圧でチャネルに流れる電流を制御する。ゲートとチャネルがPN接合になっているため、入力インピーダンスはMOS形ほど高くない。
	MOS形	デプレッション形	ゲートにかける電圧でチャネルに流れる電流を制御する。ゲートとチャネル間には酸化膜があり、完全に絶縁されているため、入力インピーダンスは非常に高い。ゲートに電圧をかけなくてもチャネルには電流が流れるが、これをゼロにするには、逆バイアスの電源が必要。
	MOS形	エンハンスメント形	構造はデプレッション形と同じだが、ゲートに電圧をかけない時はチャネルに電流はほとんど流れない。電流をゼロから制御するのに逆バイアス電源が不要なので、最近よく用いられる。

　
　上記の観点の他、Ｎ形半導体、Ｐ形半導体の違いによるPNP/NPN（トランジスタの場合）やＮチャネル/Ｐチャネル（FETの場合）という分類があります。

それでは、解答に移ります。
　まず、どれがどの素子か、明確にしておきます。図１のトランジスタはPNP形、図２のFETはNチャネル接合形、図３がNチャネルMOS FETでエンハンスメント形です。
　１…図１のトランジスタはPNP形なので正しい記述です
　２…図２のFETはNチャネル形なので正しい記述です
　３…図１がバイポーラTrで図３はFETでユニポーラなので誤りです
　４…図３がNチャネルMOS FETでエンハンスメント形ですので正しい記述です
　５…接合形よりMOS形の方がインピーダンスは高いので正しい記述です
となりますから、正解（誤った記述）は３と分かります。