60mV/桁

バイポーラトランジスタの電圧対電流特性は，ほぼ60mV/桁である。式で表現すると

IB=Is・exp(VBE/VT)・・・・・（1）

なので，ln(ＩＢ1/Ｉｓ)＝ＶＢＥ1/ＶＴ，ln(IB2/Is)＝ＶＢＥ2/ＶＴ　ＶＴは熱電圧でkT/q（ｋ：ボルツマン定数，Ｔ絶対温度，ｑ：電子電荷）である。常温で26ｍＶ。

2式から

ΔＶＢＥ＝ＶＢＥ1－ＶＢＥ2＝ＶＴ・ln（ＩＢ1/ＩＢ2）＝26ｍＶ・ｌｎ（Ｉ1/Ｉ2）＝26ｍＶ・2.30・log(I1/I2)

であり，60ｍV/桁となる。（最近では対数の底の変換できない学生・新人が多い）

従って，ある電流でのＶＢＥとＩＢのデータがあれば，任意の電流値でのベース・エミッタ間電圧ＶＢＥが推測できる。

バイポーラトランジスタの標準的な使い方では，データシートの10倍から1/100倍なので単体トランジスタのＶＢＥは0.75Ｖ～0.5Ｖの範囲であることが多いが，アナログ集積回路中では0.8Ｖを越えることもある。

たとえば，コレクタ電流1ｍＡでのＶＢＥが判明しているなら，およその有効チップ面積の見当がつく。

極端な使い方，たとえばＶＢＥが0.1Ｖ近くまで使う対数増幅器などでは（1）式ではなく，

IB=Is・exp｛（ＶＢＥ/VT)-1}で厳密に計算する。

また，熱電圧ＶＴは＋の温度係数を持っているので，ＶＢＥそのものの温度係数と打ち消す回路を構成できる。

これが，バンドギャップ形基準電圧源である。種々の回路形式がある。

なお，このような特性はトランジスタが能動状態で動作しているときに成立する。

Ｂ・Ｃ・Ｅの一端子を開放して測定すれば，異なる勾配となる。

『人気Blogランキング』の「自然科学」部門に参加しています。今日も貴重な1票をアナログエンジニアにお願いします。【押す】