.. _FET_text: FET #### はじめに ========= FETって何？ ----------- FETの正式名称はField effect transistor(電解トランジスタ)であり，トランジスタの一種である．トランジスタは回路を流れる電流を制御する部品であり，台所で身近に使用する水道に例えることができる． 水道は蛇口によって水道管(の蛇口の前後の2点間)の水量を制御することができる(後々，図を挿入)．ここで水量がトランジスタで制御対象となる電流に例えられ，蛇口が制御信号に例えられる．FETでは，電圧を制御信号として扱うので，制御端子(ゲート)にかかる電圧によって2点間(ソースとドレイン)の電流の量を制御することができる． * FETは電圧-電流制御 より具体的には，ゲートに電荷をため(等価:コンデンサ)，その電荷の量によって電流を制御する．そのため電荷をためる/放出するためだけの電荷の移動がゲートに流れる電流であり，(バイポーラトランジスタに比べて)制御用のゲート電流はいらない． FETの利用方法 -------------- 利用方法は多岐にわたるが，代表的なものとしては次のものとなる． * スイッチ 蛇口の開閉によって水を出したりとめたりすることを考えると，蛇口を"スイッチ"として考えることができる．このように，電流を流す/流さない，に注目するとスイッチの役割を果たす． * 増幅器 蛇口の開け方によって水流が変わることを考えると，蛇口を開ける力(入力)を水流の力(出力)に変換していると見ることが出来る．一般に入力 ≦ 出力であり，小さな力で大きな力を制御する使用方法となる． * 可変抵抗 蛇口の開け方によって水流が変わる，ということは，蛇口の開け方によって水がうける抵抗を変えていることになる．回路の場合，信号によって電流の流れる量を制御できる，ということは，信号によって電流が受ける抵抗を変えていることとみなすことができ，外部から見るとトランジスタが信号によって抵抗を変えることの出来る可変抵抗とみなすことができる． FETの説明前に -------------- トランジスタをある程度理解するために必要な知識について述べる． 正孔と電子とは ^^^^^^^^^^^^^^^^ (古典物理からの見方) * 電子:原子核の周辺に存在するマイナスの電荷をもった粒子である．電流の流れる方向は電子の流れる逆となる． * 正孔:元来あるはずの場所に電子がない場合を考える．電子がある状態が通常だとすると，電子がない状態とはその場所に「あな(孔)」がありその電荷は「プラス(マイナスの状態を0・普通・基準とする場合の見方)」であると見ることができる．これをプラスの電荷をもった質量マイナスの粒子であると考え，正孔とする．電流の流れる方向は正孔の流れる方向と一致する． .. figure:: fig/current-electron-positive-hole.png :width: 350px :align: center :alt: electron, positive, current 図1 電流と電子・正孔の関係 FET ==== アバウトな動作原理 ------------------- .. include:: equivalentCircuit.number .. include:: equivalentCircuit.subrst MOS FETの図記号 ------------------- .. include:: symbolMOSFET.number .. include:: symbolMOSFET.subrst FETの使用方法 ============== MOS FETの基本的な使い方 -------------------------------------- .. include:: basicUsageMOSFET.number .. include:: basicUsageMOSFET.subrst MOS FETの基本的な回路 -------------------------------------- .. include:: basicCircuitMOSFET.number .. include:: basicCircuitMOSFET.subrst MOS FET使用時に決定する事項 ----------------------------- V\ :sub:`gs`\ (信号電圧)の決め方 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. include:: valueVgs.number .. include:: valueVgs.subrst R1の決め方 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. include:: valueRgate.subrst R2の決め方 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ .. include:: valueRgs.subrst 放熱設計 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ とりあえずほっとく