【 バイポーラトランジスタの動作は、このイメージで 】

 半導体デバイスの原理を理解するのは初学者にとっては、少し難しく感じられるかもしれません。 

 しかし簡単に考えれば、バイポーラトランジスタを例に、エミッタ、ベース、コレクタ、という3つの部屋(端子)を、電子と正孔がどのように移動するかというだけの話とも言えます。

 理解を助けるイメージは、「上下する堤防」なのです。

 以下、npn型トランジスタを例にお話しますね。

「貯水池(エミッタ)」に水(電子)が溜まっているとまず想像してください。

 何もしなければ、貯水池の水面(エミッタのフェルミレベル)は、堤防の高さ(ベースのフェルミレベル)と同じになっていますので、堤防(ベース)を超えて向こう側にある排水溝(コレクタ)には流れていきません。

 しかし、堤防の高さ(電子にとっての電位障壁)を低くしてみたらどうでしょうか。 

 そうすると、堤防の水面より堤防の高さが低い訳ですから、堤防を越えて水が流れていきます。 そして排水溝(コレクタ)まで到達します。

 npnトランジスタの場合は、エミッタから流れていくのは電子です。 

 堤防の高さを低くするということは、電子のマイナスと反対のプラスの極性をベースに印加することを指します。

 さらに、ベースに掛けるプラスの電圧の大小を変化させれば、それに応じて、堤防の高さも上下し、ベースを通過する電子の量もそれに合わせて増減します。

 これが、バイポーラトランジスタの動作の基礎となるところです。 これが頭の中で自然に描ければ、物理に則って数式で理解していく際にも、「迷子」にならなくても済むはずです。

 自分が小さくなって、エミッタから出発し、ベースの堤防を乗り越えて通過し、コレクタまで抜ける電子だと想像してみるのもすごく楽しいですよ。 

「あーやっと、コレクタまで着いた~!」って、デバイスの動作を「自分事」のように感じると思います。

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