電子回路

半導体

導体と絶縁体の両方の性質を持つ。温度によって絶縁性能が変化する。SiやGeの４価の元素が半導体素子に使われる。

p型半導体

4価の元素に3価の元素を微量に加えた半導体。加えた元素は電子が一つすくないため、結晶内部に正孔（ホール）ができる。その影響で電流が流れやすくなる。pはポジティブ（positive）の頭文字。

n型半導体

4価の元素に5価の元素を微量に加えた半導体。加えた元素は電子が一つ多いため、結晶内部に自由電子ができる。その影響で電流が流れやすくなる。nはネガティブ（negative）の頭文字。

導体

自由電子が多く電気を通しやすい物質。

不導体（絶縁体）

自由電子が少なく電気を通さない物質

ダイオード

整流（電流を一定方向にしか流さない）作用を持つ二端子（アノード、カソード）電子素子。半導体ダイオードはn型半導体とp型半導体を接合させてある。p型側がアノード（陽極）、n型側がカソード（陰極）、アノードからカソードへは電流を流すが、カソードからアノードへはほとんど流さない。

トランジスタ

信号を増幅またはスイッチングすることができる三端子（エミッタ、ベース、コレクタ）半導体素子。n型半導体とp型半導体をNPN接合したものが一般的。n型半導体側がエミッタ・コレクタ、p型半導体側がベース。

増幅作用

エミッタベース間の電流がエミッタコレクタ間に増幅されて流れる。

スイッチング作用

エミッタベース間の電流によってエミッタコレクタ間の電流を制御する。

サイリスタ

主にゲート (G) からカソード (C) へゲート電流を流すことにより、アノード (A) とカソード (C) 間を導通させることが出来る3端子の半導体素子。半導体をPNPN接合したもの。

トランジスタ増幅回路

ベース接地回路

高周波用、同相増幅

入力インピーダンス：非常に低い、出力インピーダンス：非常に高い、電圧利得：大きい

一般的、逆相増幅

入力インピーダンス：やや低い、出力インピーダンス：やや高い、電圧利得：大きい

バッファ用、同相増幅

入力インピーダンス：高い、出力インピーダンス：低い、電圧利得：１以下

トランジスタ　等価回路

$$v_B = h_{ie}i_B + h_{re}v_C$$

$$i_C = h_{fe}i_B + h_{oe}v_C$$

$$h_{ie}：ベースから見た入力インピーダンス$$

$$h_{re}：コレクタからベースへの電圧伝送比$$

$$h_{fe}：ベースからコレクタへの電流増幅率$$

$$h_{oe}：コレクタから見た出力アドミタンス$$

オペアンプ

演算増幅器とも呼ばれ、入力２端子（＋端子と−端子の電位差が入力電圧）１出力の素子。入力電圧を増幅して出力する。

差動利得μ$$ \mu = \frac{出力電圧}{（+端子の電圧）　‐　（-端子の電圧）}$$

逆相増幅回路

$$\frac{V_2}{V_1} = - \frac{R_2}{R_1 + \frac{1}{\mu}(R_1 + R_2)}$$

$$\mu = ∞の場合、\frac{V_2}{V_1} = - \frac{R_2}{R_1}$$

正相増幅回路

$$\frac{V_2}{V_1} = \frac{R_1 + R_2}{R_1 + \frac{1}{\mu}(R_1 + R_2)}$$

$$\mu = ∞の場合、\frac{V_2}{V_1} = \frac{R_1 + R_2}{R_1}$$