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zoom RSS pnpn構造素子の解析(その1)

<<   作成日時 : 2016/04/12 21:23   >>

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 pnpn構造素子を理論的な面から少し見ておきたいと思います。pnpn構造はpnpトランジスタとnpnトランジスタを図Aのように接続した素子と見なすことができます。ショックレーはむしろこのようなトランジスタの接続からpnpn構造を発想したように思われます(特公昭29−005752参照)。
画像

 図Bは回路記号を使って表した図です。サイリスタの回路記号は左側のように表します。
右側がトランジスタを使った等価回路で、図Aの右側の図に対応しています。
画像

  バイポーラトランジスタの理論についてはずっと以前に取り扱っていますので、それを前提にしますが、図のpnpトランジスタ側のベース電流IB1
  
となります。ここでIはpnpn素子のアノード電流ですが、トランジスタとしてみれば、pnpトランジスタのエミッタ電流に相当します。αはpnpトランジスタの電流増幅率、ICO1はpnpトランジスタのコレクタ−ベース間逆飽和電流です。

 一方、npnトランジスタのコレクタ電流IC2
  
と表せます。こでIはpnpn素子のカソード電流、すなわちnpnトランジスタのエミッタ電流、αはnpnトランジスタの電流増幅率、ICO2はnpnトランジスタのコレクタ−ベース間逆飽和電流です。

 図から明らかなように
  
ですから
  
が得られます。またゲート電流I
  
の関係を満たさなければならないので、
  
が得られます。

 上式の分子の各電流はいずれも小さいのでIAは通常小さいのですが、α+αが1に近づくと、分母が小さくなるので、Iは急増します。これがpnpn素子をオンにすると考えられます。

 それではトランジスタの電流増幅率αはどのように変化するのでしょうか。これは長くなりますので、次回にします。

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