トランジスタ(とらんじすた)

微弱な電気信号の波形を変えずに大きくする増幅作用と、電流の導通・遮断を高速に切り替えるスイッチング作用をもつ3端子の半導体素子。電流で動作を制御するバイポーラ型と、電圧で制御する電界効果型(FET)に大別され、プロセッサやメモリなどの集積回路から電力変換装置まで幅広く使われる。

詳細解説

バイポーラトランジスタは、ベース・エミッタ・コレクタの3端子をもち、能動領域で動作させると、ベースからエミッタへ流すわずかな電流の変化に正比例して、コレクタからエミッタへ大きな電流が流れる性質を示します。これに対し、集積回路で主流となっているMOSトランジスタ(MOSFET)は、金属電極・酸化物絶縁体・半導体の3層を重ねた構造をとり、ゲート電極にかける電圧によってソース・ドレイン間の電流の通り道を制御します。

2端子のダイオードが一方向への整流を担うのに対し、トランジスタは制御用の端子への入力で出力側の電流を自在に操れるため、論理ゲートや記憶素子の基本単位となります。なお、プロセッサなどの微細化された回路では、スイッチングのたびに生じるダイナミックな消費電力(電源電圧の2乗に比例)に加え、オフのときにも漏れ出すリーク電流が生む静的な消費電力が課題となり、しきい値電圧を下げて高速化するほどこの漏れは増えます。

トランジスタが問われた過去問

  • 2023(R5)秋 午前 問21MOSトランジスタの説明として,適切なものはどれか。
  • 2025(R7)秋 午前II 問10バイポーラトランジスタが能動領域で直流増幅しているときの動作の説明として,適切なものはどれか。ここで,ベース(B)からエミッタ(E)に流れる

トランジスタが登場する過去問

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ハードウェア 電子部品・電子回路

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