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ぼくとしちゃん
日本で行った事の無い県はないぞ！住んだ事の無い地方は四国と近畿と中国と沖縄だけだぞ！あと少しで日本征服だ！でも、ブログの内容は映画・ゲームなんだよね。
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April 9, 2026
カテゴリ： カテゴリ未分類
トランジスタ技術の2026年4月号を見ていたら、
面白いことを書いていたので、実験してみました。
トランジスターにはＮＰＮ型とＰＮＰ型がありますが、
どちらもエミッターとコレクターは同じ半導体で、ベースを挟んだ構造になっていますが、
だれでも一度はエミッターとコレクターが同じ半導体ならば、
入れ替えても動作するんじゃないか？と考えるものです。
僕も中学生の頃にそう考えたのですが、
当時はそれを確かめようにも測定器なども持っておらず、
いつかはやってみようと思っていながら、時の流れの中で忘れてしまっていました。
あれは中学生だから許される疑問であって、
大人はそんなことは考えてはいけないのではと思っていたからです。
でも、やっぱり試してみたいのですよね。
なのでやってみました。
昔の僕ならばブレッドボードに増幅回路を組んで、
その入出力をオシロスコープで見るなんて考えるのでしょうけれども、
そこはもう大人になって、ずるがしこくなっているので、
もっと簡単な方法を考えます。
そう、昔のテスターとは違い、今のテスターはＨＦＥを直読できるのです。
つまり、ただテスターの測定用の穴に差し込むだけ。
さっそくやってみました。
まずは2N3567。フェアチャイルドの汎用トランジスター。
おぉー！HFE＝2だ。
ただ正常につないだ場合の１／８０しかない。
でも、小さいけれどもちゃんと増幅機能が有る。
トランジスター技術に書いてある通りだ。
えー！逆接続しても、HFEが20もある。
昔の、僕が子供の頃のトランジスターとかわらないじゃん。
うまく使えば使えるかも？
最後は2ＳＣ1815。言わずと知れた東芝の世界標準と言える優秀なトランジスター
トランジスター技術に書いてあったHFEの値とほぼ同じだ。
それでもHFE＝7ならばギリギリ増幅が可能かもしれない。
ただトランジスター技術に書いてあったけれども、
コレクターとエミッターは製造過程が違い、
ベースは薄くて、高周波性能などを高める為に対称的にはなっていないので、
どうしてもＨＦＥは逆に接続した場合は小さくなってしまう。
それはトランジスターの構造を見ると分かる。
下にプレーナー型のトランジスターの構造概念を載せる。
トランジスター技術にも、この図を載せれば簡単に説明できたと思うのだけれども、
本の場合は著作権などの難しい制約が有るので無理なんだろうと思う。
基本的にはＮ型やＰ型の半導体を作る場合に、
シリコン(Si)の結晶にリン等の不純物を混ぜる必要が有るのだが、
不純物をかき混ぜて作るのではなく、ガス状にした不純物をしみ込ませてつくるのである。
例えば上の図であれば、Ｎ型半導体は真性半導体(Si)にリンのイオンなどを拡散して作る。
拡散とは、ようはしみ込ませるのである。
そうしてできたコレクター（Ｎ型半導体）の表面を熱酸化して固いシリコン酸化膜を作る。
その表面にフォトエッチング(ようは写真のように焼き付けた部分を溶かして穴をあける)により、
むき出しになった部分にホウ素イオンを拡散してＰ型半導体を作る。
これがベースになる。
そのベースの表面にまたシリコン酸化膜を作り、
フォトエッチングで穴を開けて、またリンイオンなどを拡散してＮ型半導体を作る。
それがエミッターになる。
こんな感じである。
当然図を見ると分かるようにコレクターとエミッターでは大きさもでき方も違うので、
ベースとの間の性質も違っており、同等にはならない。
なのでHFEは当然違って当たり前なのである。
またトランジスター技術にはＨＦＥ以外にも諸特性、特に耐電圧なんかも違うと書いてあった。
そりゃそうだと思う。
上の図を見ると分かるようにエミッターは張り付けたわけではなく、拡散によりできた層。
当然厚さも違うし、不純物の量なんかも違うはず。
多分、かなり弱いのだと思う。
なので、実験する分には面白いので良いのだけれども、実用にはならないのだと思う。
（トランジスター技術には特殊な使用例ではわざと使う例もあると書いてある。）
まぁ中学生時代の疑問と言うか、やりたかった実験が60年後にできて良かった。
これからも色々と昔やりたかった実験をやるかな？
面白いことを書いていたので、実験してみました。
トランジスターにはＮＰＮ型とＰＮＰ型がありますが、
どちらもエミッターとコレクターは同じ半導体で、ベースを挟んだ構造になっていますが、
だれでも一度はエミッターとコレクターが同じ半導体ならば、
入れ替えても動作するんじゃないか？と考えるものです。
僕も中学生の頃にそう考えたのですが、
当時はそれを確かめようにも測定器なども持っておらず、
いつかはやってみようと思っていながら、時の流れの中で忘れてしまっていました。
あれは中学生だから許される疑問であって、
大人はそんなことは考えてはいけないのではと思っていたからです。
でも、やっぱり試してみたいのですよね。
なのでやってみました。
昔の僕ならばブレッドボードに増幅回路を組んで、
その入出力をオシロスコープで見るなんて考えるのでしょうけれども、
そこはもう大人になって、ずるがしこくなっているので、
もっと簡単な方法を考えます。
そう、昔のテスターとは違い、今のテスターはＨＦＥを直読できるのです。
つまり、ただテスターの測定用の穴に差し込むだけ。
さっそくやってみました。
まずは2N3567。フェアチャイルドの汎用トランジスター。
おぉー！HFE＝2だ。
ただ正常につないだ場合の１／８０しかない。
でも、小さいけれどもちゃんと増幅機能が有る。
トランジスター技術に書いてある通りだ。
えー！逆接続しても、HFEが20もある。
昔の、僕が子供の頃のトランジスターとかわらないじゃん。
うまく使えば使えるかも？
最後は2ＳＣ1815。言わずと知れた東芝の世界標準と言える優秀なトランジスター
トランジスター技術に書いてあったHFEの値とほぼ同じだ。
それでもHFE＝7ならばギリギリ増幅が可能かもしれない。
ただトランジスター技術に書いてあったけれども、
コレクターとエミッターは製造過程が違い、
ベースは薄くて、高周波性能などを高める為に対称的にはなっていないので、
どうしてもＨＦＥは逆に接続した場合は小さくなってしまう。
それはトランジスターの構造を見ると分かる。
下にプレーナー型のトランジスターの構造概念を載せる。
トランジスター技術にも、この図を載せれば簡単に説明できたと思うのだけれども、
本の場合は著作権などの難しい制約が有るので無理なんだろうと思う。
基本的にはＮ型やＰ型の半導体を作る場合に、
シリコン(Si)の結晶にリン等の不純物を混ぜる必要が有るのだが、
不純物をかき混ぜて作るのではなく、ガス状にした不純物をしみ込ませてつくるのである。
例えば上の図であれば、Ｎ型半導体は真性半導体(Si)にリンのイオンなどを拡散して作る。
拡散とは、ようはしみ込ませるのである。
そうしてできたコレクター（Ｎ型半導体）の表面を熱酸化して固いシリコン酸化膜を作る。
その表面にフォトエッチング(ようは写真のように焼き付けた部分を溶かして穴をあける)により、
むき出しになった部分にホウ素イオンを拡散してＰ型半導体を作る。
これがベースになる。
そのベースの表面にまたシリコン酸化膜を作り、
フォトエッチングで穴を開けて、またリンイオンなどを拡散してＮ型半導体を作る。
それがエミッターになる。
こんな感じである。
当然図を見ると分かるようにコレクターとエミッターでは大きさもでき方も違うので、
ベースとの間の性質も違っており、同等にはならない。
なのでHFEは当然違って当たり前なのである。
またトランジスター技術にはＨＦＥ以外にも諸特性、特に耐電圧なんかも違うと書いてあった。
そりゃそうだと思う。
上の図を見ると分かるようにエミッターは張り付けたわけではなく、拡散によりできた層。
当然厚さも違うし、不純物の量なんかも違うはず。
多分、かなり弱いのだと思う。
なので、実験する分には面白いので良いのだけれども、実用にはならないのだと思う。
（トランジスター技術には特殊な使用例ではわざと使う例もあると書いてある。）
まぁ中学生時代の疑問と言うか、やりたかった実験が60年後にできて良かった。
これからも色々と昔やりたかった実験をやるかな？
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Re:トランジスタのエミッターとコレクターを入れ替えても動作するのか実験してみました。(04/09)
やまさん さん
こういう正しい説明ならいいのですが、昔自分が買った本には、サンドイッチ構造で、対称になっているみたいなことが書いてありました。しかも、大学の名誉教授とつく人やらそれなりの知識を持った人がそんなことを書いてるのだから、滑稽ですね。
(April 9, 2026 05:54:15 AM)
Re[1]:トランジスタのエミッターとコレクターを入れ替えても動作するのか実験してみました。(04/09)
ぼくとしちゃん
さん
やまさんさんへ
大学の先生はお金をもらって本を書いているので仕方ないのですよ。自分で実際に実験したことのある先生は少ないと思います。僕は電気工事の仕事をしていたので、大学の先生に講義の依頼をしに伺ったことがあるのですが、東京大学の教授ってすごいですよ。何でこんなことも知らないのって思ったことがあります。でも僕らは先生も立場が有るので拍手をして差し上げるのですが、先生もその辺はよく御存知なんです。僕らが先生をお呼びするのは会議にはくをつけてお役所に対する報告書の信頼性を担保するのが目的で、原稿やデーターは僕らが準備して、それを先生がサインしてお役所に出すと言うパターンなので、僕らも先生もお役所もすべて承知の上での流れなんです。だからやまさんの読んだ本も先生は名前を貸しただけで、実は出版社の人が書いたのかもしれませんよ。 (April 9, 2026 08:24:31 PM)
大学の先生はお金をもらって本を書いているので仕方ないのですよ。自分で実際に実験したことのある先生は少ないと思います。僕は電気工事の仕事をしていたので、大学の先生に講義の依頼をしに伺ったことがあるのですが、東京大学の教授ってすごいですよ。何でこんなことも知らないのって思ったことがあります。でも僕らは先生も立場が有るので拍手をして差し上げるのですが、先生もその辺はよく御存知なんです。僕らが先生をお呼びするのは会議にはくをつけてお役所に対する報告書の信頼性を担保するのが目的で、原稿やデーターは僕らが準備して、それを先生がサインしてお役所に出すと言うパターンなので、僕らも先生もお役所もすべて承知の上での流れなんです。だからやまさんの読んだ本も先生は名前を貸しただけで、実は出版社の人が書いたのかもしれませんよ。 (April 9, 2026 08:24:31 PM)
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