トランジスタのベース-エミッタ端子間に電圧を維持できないのはなぜですか？

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「電子工学-ポール・ホロウィッツ」の最初のページをいくつか読んだばかりです。第2章のトランジスタでは、NPNトランジスタには4つの特性があると述べています（PNPの場合は逆になります）。

2番目のプロパティは言う：

ベースエミッタとベースコレクタの回路はダイオードのように動作します。通常、ベースエミッタダイオードは導通しており、ベースコレクタダイオードは逆バイアスされています。

次にそれは言う：

特にプロパティ2の影響に注意してください。これは、ベースがエミッターよりも約0.6から0.8ボルト以上正の場合に大量の電流が流れるため、ベースエミッター端子間に電圧を維持できないことを意味します。

なぜか分かりませんか？ベース-エミッターが導電性ダイオードであるため、ベースからエミッターへの電流が流れるので、2つの端子に電圧を印加できないのはなぜですか。電圧をかけない場合、どうやって電流が流れますか？

また、

ベースがエミッタよりも約0.6〜0.8ボルト以上正の場合、膨大な電流が流れるため

この説明はどういう意味ですか？ベース・エミッタ端子に電圧がかからないのはなぜですか？

transistors

— aukxn
ソース

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つまり、ベースエミッタ接合を流れる電流を制限することなく（たとえば抵抗を使用して）、接合部がアースへの短絡を効果的に作成していることを示しています。「通常の」ダイオードとして動作するためです。

— ゴラジュ

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もちろん、独自のトランジスタで好きなことを行うことができますが、小さなNPNトランジスタのベースからエミッタに3Vを加えると、数アンペアが流れ、過度の加熱が不可逆的な損傷を引き起こすため、非常に迅速に破壊されます。1Kを直列に入れると、数mAが流れ、トランジスタは満足します。

— Spehro Pefhany 2014

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この本は、「BEの両端にランダムな電圧を差し込むことはできない」という意味です。同じことがすべてのダイオードに当てはまります。BEを12V電源に直接接続すると、ヒューズのように飛び出します。

— wbeaty 2016年

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あなたが言ったように、それはトランジスタが本質的に2つのダイオードであると言います。

ダイオードを導通させるために必要な標準的な電圧降下は約0.7Vですが、ダイオードによって異なります。したがって、ダイオード電流を超えて電圧を増加させるときのように、端子間に電圧を「固定」する場合：

ここに画像の説明を入力してください

この電圧が印加されると、ダイオードの両端の抵抗が非常に低いため、電流が非常に大きくなることがわかります。I= V / R、Rが小さいほど電流が大きくなることを簡単に確認できます。ベース端子に損傷を与える、私は特定のトランジスタのデータシートがそれが取ることができるどのくらいのサイズの電流についてより多くの情報を提供すると信じています。

これが言っていることは、トランジスタのベース端子の前に電流制限抵抗が必要であり、トランジスタの名前が正確に説明するように、電流を制限します。トランジスタの両端の電圧降下は0.6〜0.8Vのままなので、必要なサイズの抵抗を簡単に計算できます。R =（Vin-Vdrop）/ I、 'I'はベース電流、Vdropはベースからエミッタへの電圧降下、Vinはベースに入る電源です。また、トランジスタのhfeを確認して、必要な電流量が得られるかどうかを確認します。これは、偶然に制限されるか、エミッタピンの抵抗で「調整」され、トランジスタがhfeに依存しにくくなりますが、きっとそうなると思います！

— MrPhooky
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まあ、あなたは確かにBEに電圧を印加していて、ベース抵抗で電流を制限する必要もあります。トランジスタの最大ベース電流は、そのデータシートで確認できます。

ダイオードについても同じことが言えます。LEDに電力を供給したい場合は、回路に電流制限抵抗を含める必要があります。

— コリブリ
ソース

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引用は私の意見では不十分な言葉遣いです。もちろん、電流が流れるには、ベースエミッタ接合に順方向電圧が必要です。

ただし、「オン」になると、ベースエミッタ電圧の比較的小さな変化で電流が大幅に変化する可能性があります。

したがって、電流が安全な量を超えないように、いくつかの直列抵抗が必要です。

数学的には、ベース電流はおよそ

私_{B} = \frac{私_{S}}{β} e^{\frac{v_{B E}}{V_{T}}}

$i_B = \frac{I_S}{\beta}e^{\frac{v_{BE}}{V_T}}$

言い換えれば、電流は電圧の増加とともに指数関数的に増加します。簡単な代数を実行すると、次の結果が得られます。

電流は、約電圧増加に対して2倍になります。 $0.05V$

$v_S$

$R$

私_{B} = \frac{v_{S} - v_{B E}}{R}

$i_B = \frac{v_S - v_{BE}}{R}$

一般的なトランジスタと一般的なベース電流の場合、

0.6 V \leq v_{B E} \leq 0.8 V

$0.6V \le v_{BE} \le 0.8V$

したがって、ベース電流は次の範囲内でなければなりません

\frac{v_{S} - 0.8 V}{R} \leq 私_{B} \leq \frac{v_{S} - 0.6 V}{R}

$\frac{v_S - 0.8V}{R} \le i_B \le \frac{v_S - 0.6V}{R}$

$v_S$

Δ 私_{B} \approx \frac{Δ v_{S}}{R}

$\Delta i_B \approx \frac{\Delta v_S}{R}$

$v_S$ $R$

— アルフレッドケンタウリ
ソース

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トランジスタは電流制御デバイスです。エミッタ電流はベース電流に次のように関連しています

I_e = (B+1) * I_b       ( B = beta )

ダイオードの順方向バイアスモード（指数特性を使用）では、電圧がしきい値（シリコンでは約0.7 V程度）を超えるとすぐに、電流値が劇的に上昇します。

したがって、制限抵抗器なしでベース端子とエミッタ端子の間に電圧源を直接接続すると、ベースに大量の電流が流れ始めます。アクティブモードのトランジスタの場合、B（ベータ）は通常100以上であるため、エミッタ電流はさらに大きくなり（上記の式を使用）、デバイスに損傷を与える可能性があります。

— プルトニウム密輸業者
ソース

トランジスタのベータに関するここでの説明は誤解を招く可能性があります。ベースエミッタが電圧源のみに接続されている場合（コレクタが開いている場合）、ベース電流はエミッタ電流に等しくなります。

— Michael Karas

実際には、ベース-エミッタ接合が燃え尽きてトランジスタを爆発させると、エミッタ電流はほぼ即座にゼロに落ちます。

— JRE

@プルトニウム密輸業者：私はあなたの反応に一種の矛盾を見る。最初に、トランジスタは電流制御デバイスであると述べます（これは真実ではありません！）次の文によると、劇的な増加（0.7 Vを超える）を引き起こすのはBE電圧です。明確にできますか？

— LvW 2014

@LvW。つまり、ダイオードでは電流は電圧によって制御されます。しかし、全体像（トランジスタ全体）を見ると、エミッタ電流はベース電流によって制御されています。いずれかの時点で、私が間違っている場合は、答えを自由に変更してください。

— プルトニウム密輸業者

いいえ-他の人からの回答を変更すべきではないと思います。ただし、アサーションを正当化する方法（BJT電流制御）を知ることは興味深いでしょう。私の知る限り、その兆候はまったくありません。逆に、BJTが電圧制御されていることとその理由を示すことは問題ありません。電圧制御のアプローチを支持する多くの人々（評判の高い目撃者）がいます。エネルギーの観点からさえ、同じ種類のより少ない量で大量を制御することは不可能です。

— LvW 2014