ダイオードとして構成されたトランジスタの使用

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トランジスタがダイオードとして接続されている（ゲートがドレインに接続されている）多くの回路に直面しました。これらの回路のいくつかは安全上の理由でそのようなトランジスタを採用していることを知っていますが、他の理由を理解することができませんでした。

私の質問：私が述べたもの以外のダイオードとしてトランジスタを接続する背後に何か理由はありますか？私の同僚の何人かは、それらを使用して高抵抗を実現できると示唆していますが、このような構成（）でトランジスタを接続すると、トランジスタが線形領域ではなく飽和領域で動作するようになります。私は正しいですか？ $V_{g} = V_{d}$

transistors diodes

— Bio_man
ソース

これらはどのようなトランジスタですか？私が飽和領域で知っているものはすべて、ゲートやドレインがありません。

— ブライアンドラモンド

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図と部品番号を教えてください。あなたはどこかでFETとBJTを混乱させています。

— ジッピー

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MOSFETの3つの領域はカットオフ、トライオード、飽和であり、BJTの3つの領域はカットオフ、飽和、アクティブであると教えられました。私のFETの飽和領域に使用されている他の用語（電流がVdsに依存しない場合）。

— シャムタム

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まず、私はポスターがドレインとコレクターを混同していると想定しています。彼がMOSFETまたはJFETについて話している場合は、この投稿の残りの部分は無視してください。

バイポーラトランジスタをダイオードとして使用することは、精密アナログ電子機器では一般的です。目的は、非常に低リークのダイオードを得ることです。たとえば、3904タイプのトランジスタでは、ベースエミッタ接合を使用して1pA未満の逆リークが発生します。ただし、約6.8Vでツェナーダイオードになります。5V以下の電圧ロジック回路に最適です。より高い電流と逆電圧は、ベースをアノードとして、コレクターをカソードとして使用することによって達成されます。それでも約10pAの優れた低リークダイオードであり、トランジスタの定格電圧と改善された電流が得られます。これは高速ダイオードではありません。コレクターをベース（アノード）に短絡し、エミッターをカソードとして使用することで、より高速になります。ただし、逆電圧は5V未満に制限する必要があります。

MOSFETやその他のタイプのトランジスタをダイオード接続として使用するもう1つの目的は、カレントミラー回路で、ダイオード接続のジャンクションがアクティブコンポーネントのジャンクションを全温度で追跡します。

— DRT
ソース

electronicscircuit1.blogspot.com/2009/03/…JFETは低リーク用のダイオードとしても接続されていると述べています

— エンドリス

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ダイオード構成で接続されたNMOS：

概略図

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

ゲートとドレインが短絡しているため、次の飽和状態が常に成り立ちます。

V_{D S} > V_{G S} - V_{T}

$V_{DS}>V_{GS}-V_T$

$V_{DS}>V_T$

$V_{GS}=V_{DS}$

私_{D S} = μ C_{o バツ} \frac{W}{2 L} （ V_{D S} - V_{T} ）^{2}

$I_{DS}=\mu C_{ox} \frac{W}{2L} (V_{DS}-V_T)^2$

このデバイスの等価抵抗は次のとおりです。

R = \frac{V_{D S}}{私_{D S}} = \frac{2 L}{W} \frac{1}{μ C_{o バツ}} \frac{V_{D S}}{（ V_{D S} - V_{T} ）^{2}}

$R=\frac {V_{DS}}{I_{DS}}=\frac{2L}{W} \frac{1}{\mu C_{ox}} \frac{V_{DS}}{(V_{DS}-V_T)^2}$

$W$ $L$

ただし、この抵抗は一定ではありません。適用されるバイアスによって異なります。これは悪いことですが、集積回路の選択肢が多すぎるということではありません（さまざまな手法で高精度レジスタを実装できますが、通常はコストがかかります）。

プラスの面では、抵抗の精度を必要としない多くのアプリケーションがあります。

ダイオード接続のトランジスタで大きな抵抗を実装できますか？はい。2つの方法があります。

長くて狭いトランジスタ
ことを確認します $V_{DS}$ $V_T$

ただし、集積回路の「大きな」抵抗は、ディスクリートコンポーネントの大きな抵抗と同じではありません。集積回路では、すべての抵抗が比較的低くなっています。

— Vasiliy
ソース

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一部のコストに敏感な製品（安価な電子ノベルティのおもちゃやゲームなど）では、次の状況でダイオードをトランジスタに置き換えると、ユニットあたり0.01ドル節約できます。

回路に5つのトランジスタと1つのダイオードがあり、特別な信号要件がない場合、ダイオードを追加のトランジスタに置き換えると、部品表のアイテム（ダイオード）が1つ少なくなり、トランジスタの数量が増えるだけです。これにより、大規模な大量生産では、部品を大量に購入するときに、（ユニットあたり）大幅なコスト削減を実現できます。

これには副次的な利点もあります...

製造業者はピックアンドプレースマシンで使用するリールの数を減らすことができるため、時間、費用、およびメンテナンスを節約できます。
製品の部品が少ないため、陳腐化は問題ではありません。

— Wosname
ソース

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技術的な詳細はお伝えできませんが、MOSFETはギターのディストーションペダルなどの楽器のエフェクトペダルのクリッピングダイオードとして使用されています。マッドプロフェッサーのファイヤーレッドファズの回路図を検索すると、これがどのように実装されているかがわかります。ただし、回路図では、ドレインとソースが結合されています。これは、元の回路をたどった人によるエラーの可能性があります。しかし、MOSFETトランジスタをダイオードとして使用する別の方法がわかるはずです。

これが少し役に立てば幸いです。

— チャックビック
ソース