使用素子の知識、選択基準と正しい使い方：一般ローノイズＴｒ、ＦＥＴ

一般ローノイズＴｒ 　古くはTrの低雑音化はベースの電流性ノイズに着目した高hFE化と1/ｆ雑音の低減が課題でした。1/ｆ雑音は半導体の内部欠陥と表面汚染が主要因のため本格的な対策が進むのは1975年頃で、それまではローノイズTrといえば高hFEのPNPしかありませんでした。 FETでは電流性ノイズがないので、2SK30Aが開発されてからは信号源ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが高い用途にはバイポーラTrは不要となり、さらにFETの低雑音化が進むと1kΩ以下の低ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽでもFETが優勢となっています。 雑音性能は信号源ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが1kΩ以下で重要なEn(電圧性ノイズ)と、信号源ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが数kΩ以上で問題となるIn(電流性ノイズ)の２つがあり、Enはコレクタ電流が小さいと大きくなり、Inは逆にコレクタ電流が増えると大きくなります。 　→雑音特性については、バイポーラＴｒのNFマップについてに解説あり 1/ｆ雑音の改善が進むとベース内部抵抗Rbb'が原因の電圧性ノイズの低減も課題となり、MCヘッドアンプ用の超低Rbb'品も開発されました。1980年代には現代の最新OPアンプに負けない超低雑音品も多数現れましたが、その大部分はすでに廃品種となっています。 ・CAN型品 　高性能のローノイズＴｒは汎用品からCAN型が駆逐された後に開発されているので、CAN型品には陳腐な性能の物しかない。市場流通もほとんどなく、すでに消滅したジャンルです。 メーカー PNP　/　NPN Vcbo Ic(mA) Pc(mW) hFE typ. ft(MHz) Cob(pF) 松下 2SA550A / 2SC538A 45 100 300 250 120/150 5.0/4.5 松下 2SA774A / 2SC1478A 55 100 200 540 120/150 5.0/2.2 JRC / 日立 2SA620 / 2SC648 30 50/30 200/100 250/280 120/350 3.0/1.7 富士通/Sony 2SC1084 / 2SC1981 35/50 50/100 250/300 300/800 300/30 2.0/4.0 三菱 2SA797 / 2SC1572 90 50 150 500/600 100 2.5/2.0 NEC 2SA578 / 2SC1006 50 30 300 370/500 180/90 8.5/3.5 NEC 2SA579 / 2SC1010 50 30 300 370/500 180 8.5/3.5 NEC 2SA1218 / 2SC2822 60/75 600/800 360 200/200 　- /350 　- /4.0 NEC / 東芝 2SC2572 / 2SC1380A 60/55 200/100 360/200 200/350 300/80 3.5/6.0 東芝 2SA776A / 2SC1416A 55 50 200 300/350 180/100 3.0/3.0 東芝 2SA855 / 2SC1745 60 50 150 450 140 4.5/2.0 東芝 2SA856A / 2SC1746A 50 50 150 450 140 4.5/2.0 ・超低Rbb'品 　En=1nV/√HzのOPアンプと同等レベルのノイズ特性を得るには、差動で62Ωですから単品では等価ノイズ抵抗Rn=31Ω以下が必要です。 表のRnの数値は1kHzで1mA時にNF=3dBとなる抵抗値をカタログのNFマップから読み取った値で、ポピュラーなA970/C2240は1mAでは差動で1nV/√Hzにわずかに及ばず、それ以上の性能の品種は現在では入手が難しくなっています。 メーカー PNP　/　NPN Vcbo Ic(mA) Pc(mW) hFE typ. ft(MHz) Cob(pF) Rn@1mA 東芝 2SA970 / 2SC2240 120 100 300 350 100 4.0/3.0 32/35 東芝 2SA1316 / 2SC3329 80 100 400 400 50/40 6.5/6.5 25/20 日立 2SA1084 / 2SC2546 90 100 400 450 90 3.5/3.0 23/28 日立 2SA1085 / 2SC2547 120 100 400 450 90 3.5/3.0 23/28 日立 2SA1190 / 2SC2855 90 100 400 450 130/310 3.2/3.0 40/43 日立 2SA1191 / 2SC2856 120 100 400 400 130/310 3.2/3.0 40/43 NEC 2SA991 / 2SC1844 60 100 500 400 90/100 5.5/4.8 25/29 ローム 2SB737 / 2SD786 50 300 250 300 100 18/18 ・汎用品 　超低Rbb'品以外の品種では、1mA時の等価ノイズＲは200Ω前後の値が普通です。 NFマップの公表されている品種では比較的初期のC458LGやC945Lでも200Ω程度(En=1.8nV/√Hz)で、小電流の差動で使うと汎用OPアンプのNE5534やNJM4580と同レベルのノイズ特性になります。 かなり新しい品種でも高耐圧で小Cobの物はRnの値はあまり小さくはなく、NFマップの公表されていない品種はもっと大きいと推測されます。 表には各社の代表的な品種のみ、To-92を基本に記載しました。(チップ型やパッケージ違いの品種は除く) メーカー PNP　/　NPN Vcbo Ic(mA) Pc(mW) hFE typ. ft(MHz) Cob(pF) Rn@1mA 日立 2SC1345 55 100 200 500 230 2.0 220 東芝 2SC732 60 150 400 350 150 2.0 170 東芝 2SC1681 60 50 200 450 130 東芝 2SA493/2SC1000 50/60 150 400 250/350 80 6.0/6.0 東芝 2SA941/2SC2088 120 50 300 350 150 2.8/2.0 東芝 2SA942/2SC2089 90/120 50 300 350 150 2.8/2.0 日立 2SA872A/2SC1775A 120 50 300 500/800 120/200 1.8/1.6 130/600 日立 2SA1031/2SC458L 30 100 200 250 280/230 3.3/1.8 　- /190 日立 2SA1032/2SC2310 55 100 200 200 280/230 3.3/1.8 　- /190 NEC 2SA733L/2SC945L 60 100 250 200 180/250 4.5/3.0 75/190 NEC 2SA640/2SC1222 50/60 50/100 250 450/500 100 6.5/3.5 NEC 2SA750/2SC1400 50/100 50 250 450/500 100 8.0/2.7 220/400 NEC 2SA990/2SC1843 60 100 250 400 180/110 4.5/3.5 NEC 2SA992/2SC1845 120 50 500 500/600 180/110 2.6/1.6 200/400 NEC 2SA1138/2SC2676 80 10 500 400 180/200 1.4/1.2 　- /400 三洋 2SA702/2SC693 50/40 50 200/100 200/400 80/100 12/4.0 三洋 2SA929/2SC1570 55 50/100 200 200/400 80/100 5.0/3.0 三洋 2SA1016/2SC2362 120 50 400 200/400 110/130 2.2/1.8 三洋 2SA1391/2SC3382 60 200 400/500 280/300 200/250 3.7/2.7 ローム 2SA828/2SC1648 50 30 250 180/500 180/200 6.5/3.0 ローム 2SA1038/2SC2389 120 50 300 450 140 3.4/2.5 ローム 2SA1039/2SC2390 80 50 300 450 140 3.4/2.5 三菱 2SA726/2SC1313 50 100 200 500/350 100/150 3.0/2.5 三菱 2SA847A/2SC1708A 120 50 200 500/450 150 2.5/1.8 三菱 2SA904/2SC1914 90 50 200 500 150 2.5/1.8 三菱 2SA906/2SC2129 40/70 100 200 500 100 3.5/3.0 三菱 2SA978/2SC2385 40/70 100 200 500 125/130 12/13 三菱 2SA1114/2SC2602 70 200 500 500 150/180 8.0/7.0 三菱 2SA1115/2SC2603 50 200 300 500 200 6.5/2.5 松下 2SA666A/2SC644 45/30 50 150 250 130/160 2.8/2.3 松下 2SA721/2SC1327 35 50 400 540 250 5.0/2.2 松下 2SA722/2SC1328 55 50 400 540 250 5.0/2.2 松下 2SA921/2SC1980 120 50 400/150 400/540 100/ - 3.0/ - 松下 2SA1127/2SC2634 60 100 400 400 200/ - 2.5/ - ソニー 2SA705/2SC632A 50 200 320/250 250/500 140/ - 6.0/4.5 J-FET 　ローノイズ用途のJ-FETは初期の2SK30Aのような低gmの物からバイポーラにも負けないMCヘッドアンプ用の超高gm品まで様々です。（高周波専用品は含まず） ここではgmの値に着目して分類しています。（gmはIdssではなくて2mA時の大体の値で比較） ・超高gm品 　約20mS付近の東芝J74/K170から、それを２個パラ相当の東芝J72/K147、あるいはそれ以上のgmを持つ品種です。ノイズは低いが、Ciss, Crssも非常に大きいので信号源ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが1kΩ以上では接合容量の非線形による歪が大きく、特に高域の歪率が劣化するので使う場所に注意を要する。 日立にもコンプリ品種があるが、市場で流通しているのは東芝製がほとんど。 　型名　　 メーカー Vds Pd (W) Idss(mA) min　max gm(mS) @2mA Cis (pF) パッケージ En (nV) @Id (mA) 2SK191 日立 15 1 10 200 40 To-92L 0.5 8 2SK190 日立 40 0.8 6 50 30 75 To-92L 0.75 5 2SK162 NEC 40 0.4 5 30 30 55 To-92 0.65 5 2SK137 松下 15 0.1 40 30 To-5 can 2SK155 松下 20 0.4 0.5 30 30 40 To-92 0.7 5 2SJ72 東芝 25 0.6 5 30 28 185 To-92L 0.7 3 2SJ110 東芝 25 0.4 5 30 28 185 To-92 2SJ111 東芝 25 0.4 5 30 28 185 To-92 2SK147 東芝 40 0.6 5 30 28 75 To-92L 0.77 2 2SK363 東芝 40 0.4 5 30 28 75 To-92 2SK369 東芝 40 0.4 5 30 28 75 To-92 0.77 2 2SK371 東芝 40 0.2 5 30 28 75 SST 2SK372 東芝 40 0.2 5 30 28 75 SST 2SJ51 日立 40 0.8 6 50 25 150 To-92L 2SJ70 日立 40 0.8 6 50 25 150 To-92L 2SK151 日立 40 0.8 6 50 28 To-92L 1 2 2SK110 三菱 30 0.9 2.5 35 25 55 SST 0.7 5 2SK130A NEC 30 0.25 5 30 25 55 To-92 2SJ74 東芝 25 0.4 1 20 20 105 To-92 0.8 3 2SJ104 東芝 25 0.4 2.6 20 20 105 To-92 2SJ107 東芝 25 0.2 2.6 20 20 105 SST 2SJ108 東芝 25 0.2 2.6 20 20 105 SST 2SK170 東芝 40 0.4 1 20 18 30 To-92 0.9 2 2SK364 東芝 40 0.4 2.6 20 18 30 To-92 2SK366 東芝 40 0.2 2.6 20 18 30 SST 2SK370 東芝 40 0.2 2.6 20 18 30 SST 0.9 2 2SK136 松下 30 0.25 0.5 20 18 25 To-92 2SJ69 日立 40 0.3 2.5 20 18 82 To-92 1.4 3 2SK187 日立 40 0.3 2.5 20 17 41 To-92 1 3 ・高gm品 　2SK117に代表される、2mA時gmが10～14mSの品種。Cissも比較的小さくて使いやすいが、コンプリのP-ch品種が少なく、NEC、日立のは市場に出て来ない。耐圧が低くてCissが比較的小さいのはビデオカメラ用品種。N-ch品種はまだ沢山市場在庫があり、イサハヤのK2881は現行品。 　型名　　 メーカー Vds Pd (W) Idss(mA) min　max gm(mS) @2mA Cis (pF) パッケージ En (nV) @Id (mA) 2SK1000 NEC 22 0.25 10 50 15 8.3 SST 2SK291 日立 15 0.3 6 50 14 8.5 To-92 1.2 5 2SK152 SONY 15 0.3 9.5 42 10 8 To-92 1.4 2 2SK117 東芝 50 0.3 0.6 14 13 13 To-92 1.2 1 2SK184 東芝 50 0.2 0.6 14 13 13 SST 2SK209 東芝 50 0.15 0.6 14 13 13 SC59 2SK362 東芝 50 0.3 1.2 14 13 13 To-92 2SK365 東芝 50 0.2 1.2 14 13 13 SST 2SK112 東芝 50 0.25 1.2 9 12 12 To-18 Can 2.5 1 2SK2881 イサハヤ 50 0.45 1 12 12 20 SST 2SJ44 NEC 40 0.4 1 18 12 50 To-92 1.5 1 2SJ45 NEC 40 0.4 1 18 12 50 To-92 2SK163 NEC 50 0.4 1 18 13 15 To-92 1.3 1 2SK425 NEC 50 0.2 1 18 12 13 SC59 2SK426 NEC 50 0.2 1 18 12 13 SC59 2SK68A NEC 50 0.25 0.5 12 10 13 To-92 2SK94 NEC 50 0.15 0.5 12 10 13 SC59 2SJ68 日立 40 0.3 1.6 12 10 32 To-92 2.1 2 2SK106 日立 40 0.3 0.5 12 10 7 To-92 2 2 2SK186 日立 40 0.3 1.6 12 10 20 To-92 1.3 3 2SK121 SONY 30 0.3 0.9 14.3 10 13 To-92 2SK108 三菱 50 0.3 1 12 10 20 To-92 2SK128 松下 30 0.25 0.5 12 10 14 To-92 2SK198 松下 30 0.15 4 12 10 14 SC59 2SK222 三洋 40 0.3 0.6 12 10 14 To-92 2SK711 東芝 20 0.15 10 20 10 7 SC59 1.5 1 PF5102 40 0.63 4 20 9 10 To-92 ・中～低gm品 　Idssが非常に大きくてgmが5mS以上あるのはアナログSW用の品種。汎用品の中gm(4mS付近)品種は特に低雑音とは謳っていないのがほとんど。イサハヤがP-chのコンプリ品をまだ作っているのは助かる。 古典的な2SK30AやJ103/K246は2mA時のgmが3mSに届かない。さらに初期のJ13/K12等は非常に低gm Enの値はデータがある物では、 2SK119,141 2.5nV(3mA), 2SK48 4nV(0.5mA), 2SK30A 5nV(1mA), 2SK107 5.5nV(0.1mA) 　型名　　 メーカー Vds Pd (W) Idss(mA) min　max gm(mS) @2m Cis (pF) パッケージ 2N4858 40 0.36 10 12 To-18 Can 2N4392 40 0.3 25 75 7 9 To-18 Can 2N4393 40 0.3 5 30 8 10 To-18 Can 2SK113 東芝 50 0.25 5 150 8 10 To-18 Can 2SK314 NEC 40 0.25 5 30 7 9 To-18 Can 2SK494 日立 22 0.3 6 40 7 9 SST 2SK127 松下 50 0.25 0.5 12 7 9 To-92 2SK43 SONY 30 0.3 0.9 14.3 6 13 To-92 2SK508 NEC 15 0.2 15 30 6 4.5 SC59 2SK436 三洋 15 0.15 1.2 12 5 7 SC59 2SK404 三洋 20 0.2 1.2 12 5 7 SST 2SK301 松下 55 0.25 0.5 20 5 6.5 To-92 2SK374 松下 55 0.2 1 20 5 6.5 SC59 2SK119 NEC 30 0.25 0.5 12 4.2 4.8 To-18 Can 2SK141 NEC 30 0.25 0.5 12 4.2 4.8 To-18 Can 2SK45 NEC 22 0.1 0.5 6 4 4 To-18 Can 2SK48 東芝 20 0.1 0.3 3 3.5 10 To-18 Can 2SK87H 日立 50 0.1 0.3 6.5 3 7.2 To-18 Can 2N5116 30 0.5 5 25 4 20 To-18 Can 2N5465 60 0.31 4 16 3 5 To-18 Can 2N5484 25 0.35 1 5 3.5 3 To-92 2N5485 25 0.35 4 10 4 3.5 To-92 2SK303 三洋 30 0.15 0.6 12 4 5 SC59 2SK304 三洋 30 0.15 0.6 12 4 5 SST 2SK367 東芝 100 0.2 0.6 6.5 4 13 SST 2SK368 東芝 100 0.15 0.6 6.5 4 13 SC59 2SK373 東芝 100 0.4 0.6 6.5 4 13 To-92 2SK105 NEC 50 0.25 0.5 12 4 4.1 To-92 2SK160 NEC 30 0.15 0.5 12 4 4.1 SC59 2SK514 NEC 50 0.25 1 12 4 6 SST 2SK515 NEC 50 0.15 1 12 4 6 SC59 2SJ40 三菱 50 0.3 1 12 3.2 18 SST 2SJ125 イサハヤ 50 0.15 1 12 3.2 18 SC59 2SJ498 イサハヤ 50 0.45 1 12 3.2 18 SST 2SK381 三菱 50 0.3 0.3 12 4 8 SST 2SK433 三菱 50 0.15 0.3 12 4 8 SC59 2SK2880 イサハヤ 50 0.45 0.3 12 4 8 SST 2SJ129 松下 50 0.3 0.5 14 4 22 SST 2SJ163 松下 65 0.15 0.2 6 3.5 12 SC59 2SJ164 松下 65 0.3 0.2 6 3.5 10 SST 2SK1103 松下 65 0.15 0.2 6 3.5 7 SC59 2SK1104 松下 65 0.3 0.6 1.5 3.5 7 SST 2SJ84 松下 50 0.15 0.5 12 3 SC59 2N5460 40 0.35 1 5 2.5 5 To-92 2N5461 40 0.35 2 9 2.5 5 To-92 2SJ103 東芝 50 0.3 1.2 14 2.4 18 To-92 2SJ105 東芝 50 0.2 1.2 14 2.4 18 SST 2SJ106 東芝 50 0.15 1.2 14 2.4 18 SC59 2SK30A 東芝 50 0.1 0.3 6.5 2.4 8.2 To-92 2SK246 東芝 50 0.3 1.2 14 2.4 9 To-92 2SK330 東芝 50 0.2 1.2 14 2.4 9 SST 2SK66 松下 55 0.1 0.3 6.5 2.4 8.2 To-92 2SK84 松下 55 0.1 0.3 6.5 2.4 8.2 SST 2SK107 SONY 27 0.25 2.7 12.1 2 5 To-92 2SK40 日立 50 0.1 0.6 6.5 2 6.7 To-92 2SK16H 日立 20 0.1 0.5 7 2 9 To-18 Can 2SK12 東芝 20 0.1 0.45 5 2 3 To-18 Can 2SK15 東芝 20 0.1 0.45 5 2 3 To-18 Can 2SK13 東芝 12 0.1 0.45 5 2 2.3 To-18 Can 2SK11 東芝 20 0.1 0.3 6.5 2 3 To-18 Can 2SJ15 富士通 18 0.2 1.5typ 1.4 6 To-18 Can 2SJ16 富士通 18 0.2 1.5typ 1.4 6 To-18 Can 2SJ11 東芝 20 0.1 0.05 0.9 1 2 To-18 Can 2SJ12 東芝 20 0.1 0.09 0.9 1 2 To-18 Can 2SJ13 東芝 20 0.6 1 12 2 8 To-5 can 　　　　使用素子の知識の目次に戻る　　　　アンプ設計のTOPに戻る