トランジスタは、回路内の電流と電圧の流れを調整するために使用されるデバイスです。電子信号のスイッチまたはゲートとして機能します。トランジスタは3層で構成されています半導体材料 3つの端子からのシリコンやゲルマニウムのように。トランジスタ端子の一方のペアに電流または電圧が印加されると、もう一方のペアの端子を流れる電流を制御します。トランジスタはICの基本単位です。

NPNトランジスタ

にバイポーラ接合トランジスタ（BJT）は電子と正孔の電荷キャリアを使用するタイプのトランジスタですが、電界効果トランジスタ（FET）は1つのタイプの電荷キャリアのみを使用します。 BJTは、p型半導体とn型半導体の間に形成された2つの接合を使用して動作します。これらはで利用可能です NPNおよびPNPタイプ。 BJTは、電子回路の増幅器およびスイッチとして使用されます。

NPNおよびPNPトランジスタ

アバランチトランジスタとは何ですか？

アンアバランチトランジスタはバイポーラ接合トランジスタです。これは、アバランシェ降伏領域と呼ばれる、コレクタ-エミッタ間降伏電圧を超えるコレクタ電流またはコレクタ-エミッタ間電圧特性の領域で動作します。この地域は、なだれ降伏現象が特徴です。

アバランシェブレークダウン

p型とn型の半導体が接触すると、p-n接合の周りに空乏領域が形成されます。空乏領域の幅は、順方向バイアスの電圧の増加とともに減少し、空乏領域は逆バイアス状態で増加します。下の図は、のI-V特性を示しています。順方向バイアスおよび逆方向バイアス状態のp-n接合。

アバランシェブレークダウン

この図は、転送バイアスの電圧レベルの増加に伴って半導体を流れる電流が増加することを示しています。さらに、逆バイアス下でp-n接合を流れる特定の最小電流があります。この電流は逆飽和電流（Is）と呼ばれます。

初期段階では、逆飽和電流Isは印加電圧に依存しませんが、特定のポイントに達すると接合部が破壊され、デバイスに逆電流が大量に流れます。これは、逆電圧が増加すると、少数電荷キャリアの運動エネルギーも増加するためです。これらの動きの速い電子は他の原子と衝突して、それらからさらにいくつかの電子をノックオフします。

そのように放出された電子は、共有結合を切断することにより、原子からさらに多くの電子を放出します。このプロセスはキャリア増倍として知られており、これにより、p-n接合を流れる電流が大幅に増加します。この現象はアバランシェ降伏と呼ばれ、電圧はアバランシェ降伏電圧（VBR）と呼ばれます。

逆電圧が5Vを超えると、軽くドープされたp-n接合でアバランシェ降伏が発生します。さらに、生成される電荷キャリアの数を直接制御することができないため、この現象を制御することは困難です。さらに、アバランシェ降伏電圧は正の温度係数を持っています。これは、アバランシェ降伏電圧が接合部温度の上昇とともに増加することを意味します。

アバランチトランジスタパルスジェネレータ

パルス発生器は、約300psの立ち上がり時間のパルスを生成することができます。したがって、帯域幅の測定に非常に役立ち、立ち上がり時間が速いパルスを必要とするプロジェクトでも使用されます。パルスジェネレータを使用して、オシロスコープの帯域幅を計算できます。アバランシェトランジスタパルス発生器の利点は、高周波関数発生器を必要とする3D法を使用するよりもはるかに安価な方法であるということです。

アバランチトランジスタパルスジェネレータ

上記の回路は、アバランシェトランジスタパルス発生器の回路図です。これは、LT1073チップと2N2369トランジスタを備えた高感度の高周波回路です。この回路は、トランジスタのブレークダウン特性を利用しています。

のような通常のチップ 555時間チップまたは、論理ゲートは立ち上がり時間が速いパルスを生成できません。しかし、なだれトランジスタはそのようなパルスを生成するのに役立ちます。アバランシェトランジスタには、LT1073回路でサポートされている90Vコンバータが必要です。 90Vは、2N2369トランジスタを接続する1M抵抗に供給されます。

トランジスタベースは10K抵抗に接続されているため、90Vは直接通過できません。その後、電流は2pfコンデンサに蓄積されます。トランジスタは、90V DCが供給されている間、40Vのブレークダウン電圧を持っています。したがって、トランジスタが故障し、コンデンサからの電流がベースコレクタに放電します。これにより、立ち上がり時間が非常に速いパルスが作成されます。これは長くは続かない。トランジスタは非常に速く回復し、非導電性になります。コンデンサは再び電荷を蓄積し、サイクルが繰り返されます。

単安定マルチバイブレータ

に単安定マルチバイブレータ 1つの安定状態と準安定状態があります。外部トリガーが回路に適用されると、マルチバイブレーターは安定状態から準状態にジャンプします。しばらくすると、外部トリガーなしで自動的に安定状態に戻ります。安定状態に戻るのに必要な時間は、回路で使用されている抵抗やコンデンサなどの受動素子によって異なります。

単安定マルチバイブレータ

回路動作

回路に外部トリガーがない場合、一方のトランジスタQ2は飽和状態になり、もう一方のトランジスタQ1はカットオフ状態になります。 Q1は、外部トリガーが動作するまで負の電位になります。入力への外部トリガーが供給されると、Q1がオンになり、Q1が飽和に達すると、Q1のコレクターとQ2のベースに接続されているコンデンサーがトランジスターQ2をオフにします。これは、Q2トランジスタがオフになっている状態であり、非安定状態または準状態と呼ばれます。

コンデンサがVccから充電されると、Q2が再びオンになり、自動的にQ1がオフになります。したがって、コンデンサが抵抗を介して充電するのにかかる時間は、外部トリガーが適用されたときのマルチバイブレータの非安定状態に正比例します。

アバランチトランジスタの特性

アバランシェトランジスタは、逆バイアスで動作するとブレークダウンするという特性があり、これは回路間の切り替えに役立ちます。

アバランチトランジスタの応用

アバランチトランジスタは、電子回路のスイッチ、線形増幅器として使用されます。
アバランシェトランジスタの主な用途は、立ち上がり時間が非常に速いパルスを生成することです。これは、市販のサンプリングオシロスコープでサンプリングパルスを生成するために使用されます。
興味深い可能性の1つは、クラスCアンプ。これには、アバランシェトランジスタの動作の切り替えが含まれ、コレクタ電圧範囲のごく一部ではなく、全コレクタ電圧範囲を利用する必要があります。

したがって、これはすべてアバランチトランジスタの特性とそのアプリケーションに関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念または実装に関する疑問エレクトロニクスプロジェクト以下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、 アバランチトランジスタとは何ですか？