トランジスタの動作領域

DC電源はトランジスタの動作用に提供されています。このDC電源は、トランジスタの2つのPN接合に与えられ、これらのエミッタ接合とコレクタ接合の多数キャリアの動作に影響を与えます。

ジャンクションは、要件に基づいて順方向にバイアスされ、逆方向にバイアスされます。 Forward biased は、p型に正の電圧が印加され、n型の材料に負の電圧が印加される状態です。 Reverse biased は、n型に正の電圧が印加され、p型の材料に負の電圧が印加される状態です。

トランジスタバイアス

適切な外部DC電圧の供給は次のように呼ばれます biasing。順方向または逆方向のバイアスは、トランジスタのエミッタとコレクタの接合部に対して行われます。

これらのバイアス方法により、トランジスタ回路は次のような4種類の領域で動作します。 Active region, Saturation region, Cutoff region そして Inverse active region（めったに使用されません）。これは、次の表を見ると理解できます。

エミッタジャンクション	コレクタージャンクション	運用地域
順方向バイアス	順方向バイアス	飽和領域
順方向バイアス	逆バイアス	アクティブ領域
逆バイアス	順方向バイアス	逆アクティブ領域
逆バイアス	逆バイアス	カットオフ領域

これらの領域の中で、アクティブ領域の逆である逆アクティブ領域は、どのアプリケーションにも適していないため、使用されません。

アクティブリージョン

これは、トランジスタが多くの用途を持つ領域です。これは、linear region。この領域にあるトランジスタは、Amplifier。

次の回路図は、アクティブ領域で動作するトランジスタを示しています。

この領域は、飽和とカットオフの間にあります。エミッタ接合が順方向にバイアスされ、コレクタ接合が逆方向にバイアスされている場合、トランジスタはアクティブ領域で動作します。

アクティブ状態では、コレクタ電流はベース電流のβ倍です。

$$ I_C = \ beta I_B $$

ここで、I _C =コレクタ電流、β=電流増幅率、I _B =ベース電流です。

飽和領域

これは、トランジスタが閉じたスイッチとして動作する傾向がある領域です。トランジスタには、コレクタとエミッタが短絡する効果があります。コレクタ電流とエミッタ電流は、この動作モードで最大になります。

次の図は、飽和領域で動作するトランジスタを示しています。

エミッタとコレクタの両方の接合部が順方向にバイアスされている場合、トランジスタは飽和領域で動作します。

飽和モードでは、

$$ \ beta <\ frac {I_C} {I_B} $$

飽和領域と同様に、トランジスタは閉じたスイッチとして動作する傾向があります。

$$ I_C = I_E $$

ここで、I _C =コレクタ電流、I _E =エミッタ電流。

カットオフリージョン

これは、トランジスタがオープンスイッチとして動作する傾向がある領域です。トランジスタには、コレクタとベースが開く効果があります。この動作モードでは、コレクタ、エミッタ、およびベース電流はすべてゼロです。

下の図は、カットオフ領域で動作するトランジスタを示しています。

エミッタとコレクタの両方の接合部が逆バイアスされている場合、トランジスタはカットオフ領域で動作します。

カットオフ領域と同様に、コレクタ電流、エミッタ電流、ベース電流はゼロであり、次のように書くことができます。

$$ I_C = I_E = I_B = 0 $$

ここで、I _C =コレクタ電流、I _E =エミッタ電流、I _B =ベース電流です。