- 「トランジスタって何？名前はよく聞くけど…」
- 「BJTってダイオードやサイリスタと何が違うの？」
- 「ベース電流で制御って、どういうこと？」
半導体素子シリーズ第3弾は「トランジスタ（BJT）」です。
「npn接合」「ベース電流」「エミッタ」「コレクタ」…専門用語だらけで、頭がパンクしそうですよね。
でも大丈夫です。トランジスタは「水道の蛇口」をイメージすれば、スッキリ理解できます！
- トランジスタは小さな電流で大きな電流を制御できる素子
- ベース電流という「蛇口のひねり具合」で電流量を調整
- サイリスタと違い、ONもOFFも自在にコントロール可能
- 増幅回路やスイッチング回路に幅広く使われる
目次
🚿 トランジスタとは？「水道の蛇口」をイメージしよう
結論から言うと、トランジスタは「小さな力で大きな電流を制御できる蛇口」です。
水道の蛇口を思い浮かべてください。蛇口のハンドルを少しひねるだけで、大量の水が出たり止まったりしますよね。
トランジスタもまったく同じです。「ベース電流」という小さな電流で、「コレクタ電流」という大きな電流をコントロールできるんです。
ダイオード ＝ 普通の改札（一方通行）
サイリスタ ＝ 鍵付き改札（ONは制御可、OFFは電流ゼロ待ち）
トランジスタ ＝ 蛇口（ON/OFF自在＋流量も調整可能）
どんどん「制御できること」が増えていきますね！
📛 BJTって何の略？正式名称を覚えよう
トランジスタには色々な種類がありますが、今回学ぶのは「BJT」と呼ばれるタイプです。
BJT ＝ Bipolar Junction Transistor
（バイポーラ接合トランジスタ）
「Bipolar（バイポーラ）」は「2つの極性」という意味で、電子と正孔の両方を使って動作することを表しています。
難しく考えなくてOKです。「BJT ＝ 電流で制御するトランジスタ」と覚えておきましょう！
🔌 BJTの3つの端子
BJTも3本足の素子です。それぞれの役割を「蛇口」に例えて覚えましょう。
| 端子名 | 役割 | 蛇口のイメージ |
|---|---|---|
| コレクタ（C） | 電流の入口（主電流） | 🚰 水道管（供給側） |
| エミッタ（E） | 電流の出口（主電流） | 💧 蛇口の出口 |
| ベース（B） | 制御信号の入口 | 🔧 蛇口のハンドル |
ベース（B）がBJT最大の特徴です。ベースに流す電流の量で、コレクタ→エミッタ間の電流をコントロールします。
📊 電流の関係式
BJTの電流には、こんな関係があります。
IE ＝ IC ＋ IB
エミッタ電流 ＝ コレクタ電流 ＋ ベース電流
そして、コレクタ電流はベース電流の数十倍〜数百倍になります。この倍率を「電流増幅率（hFE）」と呼びます。
蛇口のハンドルを少し回すと、水がチョロチョロ出る。
ハンドルをたくさん回すと、水がドバドバ出る。
BJTも同じで、ベース電流を増やすとコレクタ電流も増えます！
⚡ BJTの動作｜ON/OFFを自在にコントロール
BJTはサイリスタと違って、ONもOFFも自由自在にコントロールできます。
✅ ONにする方法
ベースに電流を流すと、コレクタ→エミッタ間に電流が流れます。
ベース電流を流す → コレクタ電流が流れる → ON！
❌ OFFにする方法
ベース電流を止めると、コレクタ電流も止まります。
ベース電流を止める → コレクタ電流も止まる → OFF！
サイリスタ：一度ONになると、電流ゼロまでOFFにできない
BJT：ベース電流を止めれば、いつでもOFFにできる
この「自由にOFFできる」のがBJTの大きなメリットです！
🔄 素子の比較｜進化の流れを整理しよう
ここで、これまで学んだ素子を比較してみましょう。
| 項目 | ダイオード | サイリスタ | BJT |
|---|---|---|---|
| 端子の数 | 2本 | 3本 | 3本 |
| ON制御 | ✕ 不可 | ○ ゲート信号 | ◎ ベース電流 |
| OFF制御 | ✕ 不可 | △ 電流ゼロ待ち | ◎ いつでも可能 |
| 制御方法 | — | 電流（トリガ） | 電流（連続） |
| イメージ | 🚪 改札 | 🔐 鍵付き改札 | 🚿 蛇口 |
💡 BJTの使い道
BJTは「小さな電流で大きな電流を制御できる」という特徴を活かして、様々な用途で使われています。
🔊 用途①：増幅回路
マイクで拾った小さな音声信号を、スピーカーを鳴らせる大きな信号に増幅します。
ベース電流の変化がコレクタ電流に増幅されて現れるので、信号を大きくできるんです。
⚡ 用途②：スイッチング回路
ベース電流をON/OFFすることで、大きな電流のON/OFFを制御します。
マイコン（マイクロコンピュータ）の小さな出力信号で、モーターやLEDを動かすときなどに使われます。
| 用途 | 具体例 |
|---|---|
| 🔊 増幅回路 | オーディオアンプ、ラジオ |
| ⚡ スイッチング | LED点灯回路、リレー駆動 |
| 🔌 電源回路 | レギュレータ、定電圧回路 |
🔬 npn型とpnp型
BJTには「npn型」と「pnp型」の2種類があります。
| 種類 | 構造 | 電流の向き | 使用頻度 |
|---|---|---|---|
| npn型 | n-p-n | C→E | ⭐ よく使う |
| pnp型 | p-n-p | E→C | 特殊な用途 |
電験三種ではnpn型がよく出題されます。まずはnpn型をしっかり理解しましょう！
📚 まとめ｜BJTの要点整理
- BJTは小さなベース電流で大きなコレクタ電流を制御する素子
- BJT ＝ Bipolar Junction Transistor（バイポーラ接合トランジスタ）
- 3端子：コレクタ（C）・エミッタ（E）・ベース（B）
- サイリスタと違い、ON/OFFを自在にコントロール可能
- 増幅回路やスイッチング回路で活躍
- BJTは「電流駆動」であることを覚える（MOSFETは電圧駆動）
- IE ＝ IC ＋ IB の関係式
- 電流増幅率（hFE）の意味を理解する
- npn型とpnp型の回路記号の矢印の向きに注意
| ベース電流（IB） | BJTを制御するための小さな電流 |
| コレクタ電流（IC） | 制御される主電流（大きい） |
| エミッタ電流（IE） | IC + IB の合計 |
| 電流増幅率（hFE） | IC / IB の比率（数十〜数百倍） |
📖 パワーエレクトロニクスシリーズ
5-1-6 半導体素子の比較表｜ダイオード・SCR・MOSFET・IGBTを一覧で確認 →
BJTは「水道の蛇口」のような素子でしたね。
小さなベース電流で、大きなコレクタ電流を自在にコントロール！
次は「電圧で制御する」MOSFETを学びましょう！🚿⚡