|
これまでコレクタ − エミッタ間バイアスと，ベース −
エミッタ間バイアスとトランジスタのエネルギー構造について考えてきました（詳細はこちら）．そこではベース
− エミッタ間バイアスによってエミッタ −
コレクタ間の障壁電位が調整可能であることがイメージできたと思います．
ここでは，ベース − エミッタ間バイアスとエミッタ
−
コレクタ間電流の関係を考えていきます．まずはじめに，ベース
−
エミッタ間のバイアスとベース電流の関係から考えていきます．
|
 |
|
|
| 系 |
|
エネルギー構造 |
図3-3-6 ベース−エミッタ間バイアスとベース電流
|
|
|
|
図3-3-6はＮＰＮトランジスタについてベース−エミッタ間バイアスを与えた場合のエネルギー構造について示しています．このときのベース−エミッタ間バイアス（VBE）とベース電流（IB）の関係は，次式のように与えられます．
|
| IB =IS
(AbVBE-1) |
式3-2-5 |
VBE[V]:順方向バイアス
IS[A]:飽和逆方向電流
A[ ]:固定定数
b[V-1]:温度に係わる係数 |
|
図3-3-6の系では，ベースとエミッタだけの接続系ですので，単純なＰＮ接合のバイアス印可と電流の関係と見立てることができます．よって，ここでは，VBEとIBの関係式は，ＰＮダイオードのVF
− IFの関係を踏襲することができます（式の詳細説明はこちらを参照）．
障壁を越えることのできるベース極部伝導帯の電子濃度は，フェルミ・ディラック分布の関係に従いますので，電位VBEに対して指数関数（Exponential）の関係になります．
このように，ベース極のＰ型半導体伝導帯部キャリア濃度は，VBEによってのみ調整される特徴があります．この特徴を踏まえてVCEに電圧を与えた場合の電流を考えましょう．
|
図3-3-7 NPNトランジスタのバイアス系
|
|
|
以前に，ベースopenにてVCEに電圧を与えた場合の特徴を解説しましたが，ここではもうちょっと詳しく見ていきます．
コレクタ −
エミッタ間を，ＮＰおよびＰＮダイオードの順（逆）バイアス印可の直列接続となっているイメージ として捉えると図3-3-7のVCEバイアス印可の系では，エミッタ
− ベース間に構成されているＮＰは順バイアス，ベース
−
コレクタに構成されているＰＮは逆バイアスに印可されていることになります．
そこで，これら２個のダイオードのインピーダンスに着目すると順バイアスのエミッタ
− ベース間のＮＰ（ダイオード）は低インピーダンスとなり，逆バイアスに印可されているベース
−
コレクタ間のＰＮ（ダイオード）は，高インピーダンスとなります．よってコレクタ
− エミッタ間に与えられる電圧の大部分がベース −
コレクタ間にかかる特徴があります．
これを踏まえると，エミッタ − ベース間のＰＮ接合部にかかる電位差はVCEの影響は小さく．さらに言いかえると，エミッタ
→ コレクタ間に構成されているベース極の障壁電位にもVCEの影響をほとんど受けることはありません．
|
図3-3-8 VBE一定条件における障壁部キャリア濃度とVCE
|
|
|
|
そのため，ベース極のＰ型半導体伝導帯部分のキャリア濃度についてもVCEの大きさ変化による影響が小さいことがわかると思います．
|
