この世でいちばんわかりやすいトランジスタの話

「トランジスタって、何？」

最近は、こんな質問、めったに聞かなくなりました。

トランジスタなんて 知らなくても なーんにも困りませんからね。

でも、今の時代、トランジスタなしで生きていくのは不可能です。

なにせ、あのiPhone１台にさえ

３０億個以上！

ものトランジスタが使用されているのです。

そう、私たちは今、トランジスタの世界に生きています。

そう考えると、トランジスタのこと全く知らない・・・ってのも、なんだか残念ですよね？

せっかくこの時代に生まれてきたのに。

しかし・・・

トランジスタって、なんか、わかりにくいんですよね。

専門家による説明は、どれも 下手 画一的 だし。

そもそも、どんなテキストや解説にも

「トランジスタ」＝「増幅装置」

みたいなことが書かれています。

でも、そんな説明

いくら聞いても、何か頭の片隅にひっかかりませんか？

増幅ねぇ・・・と。

そんな錬金術みたいな話

あるうるの？・・・と。

だいたい、どの解説も、

増幅のメカニズムについて、めちゃくちゃ詳しく説明しています。

でも・・・

な～んか、いくら聞いてもモヤモヤします。

あやしい投資話のよう、というか。

あのですね、

みんながひっかかっているのは、そんなトランジスタの仕組みとか理論とかではなく、もっともっと根源的な部分、すなわち

「トランジスタ」＝「増幅装置」

につきまとう

何か胡散臭いイメージ（￣ー+￣）

ではないでしょうか。

本記事は、そんな従来のトランジスタの解説に、

「なんだかなぁ・・・」

と、思い悩んでいる電子工学初心者の心を救済するために頑張りました！(*^-^)

えっとですね・・・

あえて言わせてもらいます。

うすうす感づいている人もいるかもしれませんが、

トランジスタが電流を「増幅する」なんて、やっぱり

ウソなんです。(・_・)エッ....?

いつものことですが、思いっきり言い切りました(*^m^)

もしかしたら、この瞬間に、たくさんの専門家を敵に回してしまったかもしれません・・・＼(;ﾟ∇ﾟ)/。

しかし、管理人も、小学生のときに、文部省認定通信教育ラジオ工学講座を修了している身です（古！(*^m^)）｡

電子機器に関して無責任なことはいえません。

過激な発言はできるだけ避けたいのです・・・

が、それでも、

トランジスタ＝「増幅装置」

という説明は、ウソだと思います。

いや・・・

ウソというか、なんか「儲かりまっせ～」的な詐欺みたいな話です。

たとえば・・・

あなたがトランジスタのことを知らないとして、

「増幅」と聞くと、どう思いますか？

なにか、小さなものを大きなものにする・・・

「お金の金利」のような？

「何か元になるものが増える」ような？

何か得しちゃう・・・ような？

そんなイメージを持ちませんか？？？

違うんです。

トランジスタの増幅とは、そんな何か最後に「得する」ような意味での増幅ではありません。

管理人も、はじめてトランジスタの説明を聞いたときには、トランジスタをいくつも使えば電流をどんどん増やすことができる？トランジスタをいくつも使えば電池１個でも大きなものを動かせる？

と思ったことがあります。

しかし。

そんな錬金術がこの世にあるはずがありません。

この記事は、そんなトランジスタの増幅作用にどうしても納得できない初心者の頭のモヤモヤを吹き飛ばしてみたいと思い、書きはじめました。

わかりやすくするため、多少、正確さを犠牲にしています。が、ひとりでも多くの読者に、トランジスタの真髄を伝えることができれば・・・と思います。

先ほど、

トランジスタが電流を「増幅する」なんてウソ！

な～んて言い切ったばかりですが、

この際、さらに、言い切っちゃいます（￣ー+￣）

トランジスタは

電流を「減らす装置」です！……(ﾉﾟοﾟ)ﾉﾐ(ﾉ _ _)ﾉイッチャッタ!ウソ？

いや、まじですよ。

実は、解説書によっては、トランジスタに電流を増幅する作用はない

と書いてあるものもあります（滅多にありませんが・・・）。

しかし、そうだったんだ！

と思って読みすすめるうちに、どんな解説書でも、途中から増幅増幅ということばがどんどんでてきます。

最初に、増幅作用はない

とチラッといっておきながら、途中で、増幅増幅いわれても・・・

なんか、釈然としません。

この記事では、一貫して言い切ります。

「トランジスタ」 = 電流を「減らす」装置

です。

いいですか？

トランジスタは電流を増幅しない

ではなく、

トランジスタは電流を減らす装置

です。

こんな説明、きいたことないかもしれません。

トランジスタを勉強したことがある人は「バカなの？」と思うかもしれません。

しかし、これが正しい理解なのです。

とくに、今までどんな解説を読んでもどこか納得できなかった人・・・

この記事はあなたのような人のために書きました！

この記事を読み終わるころには、スッキリ理解できるようになっているはずです(v^ー゜)!!

話をもとに戻しますが、電流を減らす装置といえば、ボリューム（可変抵抗器）ですよね。

だったら、トランジスタとボリュームは、何が違うんだ！？

と思いませんか？

・・・

そうなんです。同じなんです（ ･`ー･´）+ ｷﾘｯ

・・・

また、専門家の人に笑われてしまったかもしれません。

が、ほんと、トランジスタとボリュームはよく似ています。

ちょっと、ボリュームとトランジスタの回路図を比べてみましょう。

ボリュームの基本的な回路図は、次のような感じです。

電池にボリュームがついているだけの回路です。

手を使って、ボリュームの「つまみ」を動かすと回路を流れる電流が「変化」します。

このとき、

ボリュームをつかって、電流を「増やしている」、と感じる人はいますか？

いないはずです。

実際、

ボリュームは、電流の流れを遮って、回路を流れる電流を減らしています。

実は、トランジスタも、結局はボリュームと同じことをしているのです。

図にするとこんなものです。

トランジスタ（TR）は、この回路を流れる電流を「せきとめ」たり、「せきとめ」なかったり―――

こうして回路を流れる電流の量を変化させます。

つまるところ、ボリュームと同じように、電流を遮っているだけです。

決して電流を増やすなんてことはしていません。

つまり、トランジスタは、

ある回路の電流を、「堰き止める」　＝ 電流を減らす装置です。

トランジスタとボリュームは本当によく似ています。

というか、ほんと同じ、といっていいと思います。

「トランジスタ」 ＝ 「ボリューム」

というイメージを忘れないようにしてください。

とはいっても・・・

実際のトランジスタの回路図って、ボリュームの回路図と比べると、ぜんぜん違ってみえますよね。

わかりやすくするため、電源とか抵抗とかすべて省いてみても、

ボリュームの回路図とは、似ても似つかぬ姿をしています。

曲者は、やはりーーー真ん中にある三叉路みたいなマークーーートランジスタそのものです。

これがあるせいで、電流がどこをどう流れているのか、わかりにくいのです・・・、

しかし、この回路・・・

次のように考えれば、そんなに難しくありません。

２つにわけて考えるのです。

真ん中のラインは両方の回路に共有されていますから、２本線で書いても１本線で書いても違いはありません。

ここで―――

右側の回路だけを見てみましょう。電池を加えています。

右側の回路だけをみると、さきほどのボリューム回路と、ちょっと似ていると思いませんか？

この右側の回路がボリュームの回路と同じだ！というなら、いったい、ボリュームはどこにあるのでしょう？

左側にある小さな回路があやしいですよね。

そうです。・・・この左側に薄い色で書いた小さな回路・・・

実はこれーーー左側の回路全体ーーーがボリュームなんです。

（矢印が付いている電池は、電圧を変化させることができる電池だと考えてください）

左側の回路全体を、ボリュームっぽくするために、もっと小さくすると・・・

こうなります。

こうみると、もう、ほとんど前述したボリュームの回路図とそっくりだと思いませんか？

このように、トランジスタの回路は左右ふたつに分けて、左側の小さな回路全体で、ひとつの「ボリューム」の働きをしている、と考えるとわかりやすいと思います。

左側の小さな回路に流れる電流が、ボリュームの強さを決めているんです。

左側の回路に流れる電流によって「右側の回路に流れる電流」の量を電気的にコントロールしています。

左側に流れる電流が大きいほど、右側の回路に流れる電流は大きくなります。

ここで。

絶対に忘れてはならない、最最最大のポイントは―――

右側の回路についているでっかい電池です。

右側の電流の源になっているのは、このでっかい電池です。

トランジスタは、右側の電流の流れを「じゃま」しているボリュームにすぎません。

トランジスタの抵抗によって右側の電流の量が決まるのですが、そのトランジスタの抵抗の度合いが、左側の回路を流れる電流の量によって変化するのです。

左回路に流れる電流が多ければ多いほど、トランジスタの抵抗はさがります。

とにもかくにも・・・

左側の電流が右側に流れ込んでいるわけではありません。

トランジスタが新たに右側の電流を生み出しているわけでもありません！！

右側の電流は、単に、右側にあるでっかい電池によって流れているだけです。

トランジスタ回路をみたら、感覚的にはこんな感じでトランジスタ＝ボリュームだと考えましょう。

左回路の電流を変化させると、それに応じて、右側の電流が変化します。

トランジスタとは、左側の小さな電流をつかって、右側の大きな電流を調節する装置なんです。

左側の回路に電流が流れていなければ、トランジスタの抵抗値は最大（無限大）となり、右側の回路に電流は流れません。

ところが、左側の回路に電流をちょっと流すと、トランジスタとしての抵抗値が下がり、右側についているでっかい電池によって、右側に大きな電流がドッカーンと流れます・・・

いいですか？

左側の小さな回路に流れる電流をゼロにしておくと、右側の回路の電流もぴたっと止まっています。

でも、

左側の小さな回路にちょびっと電流を流すと、右側の回路にドッカーンと大きな電流が流れるのです。

これって、増幅ですかね？

違いますよね～？

先ほども言いましたが、

右側には巨大な電池がついていますからね。

右側に流れる大きな電流の元になっているのは、この右側についている電池です！

左側の電流が増幅されて右側の回路に流れているのではありません。

結局、トランジスタというのは、左側に流れる電流の量によって、右側の回路に流れている電流の量を調節する装置です。

もうすこしFancyな言い方をすると、トランジスタは、

左側と右側の電流の比を、常に「一定」の比率に保つように調整しているだけです。

たとえば・・・

左と右の電流の比を「１：１００」に保つようなトランジスタなら―――

左の回路に１の電流　→　右の回路に１００の電流

左の回路に５の電流　→　右の回路に５００の電流

という具合に。

左の回路にどんな電流を流しても、左と右の電流が「決まった比率」（上記の例では１：１００）になるように右の電流量が自動的に調整される装置―――

それがトランジスタです。

こういうトランジスタを、「電流を１：１００に（１００倍に）増幅する装置」と書いてあるテキストがたくさんあります。

しかし―――

これって・・・

一般的な「増幅」という観念からは、あまりにもかけ離れています。

実態は、

単に左右の電流の比率が一定に保たれているだけ

です。

よくみてください。

右側の回路には、右側用の大きな電池がついているのです！！！

右側の電流はこの電池から供給されているのであって、決して左側の電流が、「増幅」されて右側から出てきているのではありません。

これを増幅というのは、初学者にとっては「詐欺」に近い表現だと思います。

増幅―――なんて、忘れましょう！

・・・

と、いいたいところなんですけど、

しかし―――

ですね・・・

ここまで、書いていて、実は、

よーく、みると・・・

左の回路からはいり、右の回路から増幅されて

でてくる

としかいいようがないものがあるんです。

それは、電流の変化です。

たとえば、比率１：１００のトランジスタで考えてみましょう。

左に電流１を流すと、右の電流は１００です。

この回路を使って、

左側の電流を５にすると、右側の電流はどうなりますか？

かんたんですね。先ほどの例と同じ・・・

５００になります。つまり、１００から５００へと、「４００」増えます。

つまり・・・

左側の電流を１ → ５ → １ →５と、「４」増やしたり減らしたりすると、

右側を流れる電流は、１００ → ５００ → １００ → ５００と、「４００」の振幅で変化します。

左の電流の変化に比べて右の電流の変化は１００倍になります。

同じことを、

比率２００のトランジスタを使ってやってみましょう。

左側の電流を、先ほどと同じように、１ → ５ → １ → ５と、「４」の振幅でチマチマ変化させると、

右側を流れる電流は、２００ → １０００ → ２００ → １０００と、「８００」の振幅で大きく揺らぎます。

振幅が４から８００へ、２００倍になります。

この振幅―――

どこから出てきたのでしょう？

もともと、右側の直流回路には存在しなかったものです。

左側の回路から出てきたとしかいいようがありません。

慣れた目には、

この・・・左側の電流の「変化」（振幅）が、右側で大きくなって取り出せる感じ・・・が「増幅」に感じられるんです。

トランジスタのことをよく知らない人が最初にイメージする増幅・・・元になるものを増やしていく感じ・・・とはずいぶん違いますよね。

「変化」が拡大されているだけなんです。

結局、

トランジスタは、忠実に左右の電流の比率を守っているだけです。

この動画を1分ほどご覧ください（42分30秒にジャンプします）。

何度もくりかえしますが、

右側の電流の大きさを決めているのは、なんのことはない、右側についている「でっかい電池」です！

電流が増幅されたのではありません！

トランジスタの回路をみて、「左と右の電流の比」が見えてくるようになれば、もう基本概念は完全に理解できているといって過言ではありません。

トランジスタラジオとは、受信した小さな電波の振幅をトランジスタで大きくして最後にスピーカーを揺らして音を出す装置です。

電波ってのは"波"つまり"変化"ですから、その変化＝振れ幅をトランジスタで大きくしていくことができます。

最後に充分大きくしてスピーカーを物理的に振動させることができればラジオの完成です。

いかがでしたでしょうか？

端子の名前を一切使わないトランジスタの解説なんて、みたことないかもしれません（´,_ゝ｀）

しかし、

トランジスタには電流を増幅する作用などなく、増幅しているのは電流の「変化」であるということ―――

この理解が何より大切なのでは、と思います。

なにか「得する」とか「儲かる」わけではないんです。

この「変化」を得るために、でっかい電池が必要なんですから。

トランジスタは増幅装置ですーーーこの詐欺みたいな話ーーーそのほんとうの意味に焦点をあわせた解説はありそうでなかなかありませんでした。

誰かが書きそうなものですが、専門家にとってはアタリマエすぎるのか、なにか書いてはいけない秘密の協定でもあるのか（苦笑）、実はみんなわかっているのか・・・何年たっても誰も何もこのことについて書いてくれません。

誰も書かないので、恥を承知で自分で書いてしまいました（汗）。

専門家からは、アホかそんなこと、みんな知ってるよ！

と言われそうですが、トランジスタ＝増幅装置という説明に、なんか納得できないでいる初学者は実は大勢いると思います。

本記事は、そういう頭のモヤモヤを吹き飛ばしたい！

と思っている初学者のために書きました。

どなたかの一助になれば幸いです。

―――

え？

そんなことより、やっぱり

もっと仕組みが知りたいですって(・_・)....?

それは・・・＼(;ﾟ∇ﾟ)/

えっと、様々なテキストやサイトでイヤというほど詳～しく説明されていますので、それらをご参照ください(◎´∀｀)ノ

でも、この記事を読んだあなたは、誰よりも（下手したらそこらへんの俄か専門家よりも）トランジスタの本質を理解できていると思いますよ。

もう原理なんて知らなくていいんじゃないですか？

な～んていうと、ますます調べたくなりますかね？

(*^ーﾟ)b!!

追記１：

PNP型トランジスタに関する質問がありましたので、PNP型の模式図を下記に載せておきます。基本、電圧（電池）が反対向きにかかり、電流の向きが反対まわりになっているだけです。

追記２：

ベース接地について質問がありましたので、こちらに記事を追加しました。

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