バイポーラトランジスタ (Bipolar Junction Transistor：BJT)はpn接合を用いたトランジスタです．本記事ではバイポーラトランジスタについて紹介します．
ドランジスタとは
トランジスタは図１のように3端子を持つ半導体素子です．入力した信号を増幅して出力する増幅器として利用できます．また，ある電圧を超えて急激に電流が流れる特性を生かして，ある電圧値以上はオン，以下はオフとして扱うことでスイッチとしても利用されます．このスイッチを組み合わせて，福l雑な動作をするデジタル電子回路も作ることができます．
トランジスタが信号を増幅させる原理は，以下でバイポーラトランジスタの動作の説明としてします．
バイポーラトランジスタとは
バイポーラトランジスタ (Bipolar Junction Transistor：BJT)はpn接合を用いたトランジスタです．2種類のキャリア (電子と正孔)が関与するため，バイポーラトランジスタと呼ばれます．バイポーラトランジスタには図2のnpnトランジスタとpnpトランジスタがあります．
npnトランジスタとpnpトランジスタの回路記号は，人や機関によって違い，たくさんあります．図には，２つずつ一般的な記号を示しています．npnトランジスタはn型・p型・n型半導体がサンドイッチした構造をしています．pnpトランジスタも同様にp型・n型・p型半導体の構造をしています．
バイポーラトランジスタは図のように，E：エミッタ，B：ベース，C：コレクタの3端子があります．ベースを蛇口として開閉 (信号を入力)することで，エミッタ-コレクタ間で水の流れを制御 (電流の流れを制御)するなどと，よく例えられます．
動作原理
バイポーラトランジスタの動作原理を説明します．バイポーラトランジスタの使用方法は主にエミッタ接地回路，コレクタ接地回路，ベース接地回路の3つがあります．これらは３つある端子の内，どの端子を接地させているかの違いがあります．それぞれの接地回路では特性が違います．
今回はエミッタ接地回路で動作原理を説明します．エミッタ接地回路の回路図を図3に示します．
各端子で流れる電流を，エミッタに流れる電流：\(I_E\)，ベースに流れる電流：\(I_B\)，コレクタに流れる電流：\(I_C\)とします．図からわかるように，3つの電流は以下の関係を持ちます．
$$I_E=I_B+I_C$$
エミッタ接地回路ではベースを入力，コレクタを出力として使います．入力した信号に対して，出力した信号がどれだけ増幅されたかは増幅率といいますが，エミッタ接地の電流増幅率\(\beta\)は以下のようになります (詳しい計算は省いています)．
$$\beta=\frac{I_C}{I_B}≒99$$
上の式からもわかるように，ベースに電流を流すことで，コレクタで増幅された電流が流れます．以上のように，バイポーラトランジスタでは信号を増幅させることができます．
まとめ
- トランジスタ：スイッチや増幅器として働く，3端子を持つ半導体素子
- バイポーラトランジスタ (Bipolar Junction Transistor：BJT)：pn接合を用いたトランジスタ
- 各端子で流れる電流の関係：\(I_E=I_B+I_C\)
- エミッタ接地の電流増幅率：\(\beta=\frac{I_C}{I_B}≒99\)
