平成２７年８月期　第一級アマチュア無線技士試験対策の記事まとめ

＜解答＞
　ここまででＶGと書いているものは、ゲートソース間電圧です。
問題文から、上記の内容とｇmの選択肢を比べれば、ゲート電圧の変化分に対してドレイン電流の変化分を示している、
３が正解と分かります。

　以下、インチキ解答法？ですが、コンダクタンス（＝1/Ω）の次元を持つ選択肢は１と３しかありません。残りの単位はみなΩです。５択の問題が、いきなり２択の問題になってしまいました。このあたりも、うっかりミスを防ぐコツです。




［１］「コンダクタンス」は抵抗の逆数

　まずはじめに、「コンダクタンス」はインピーダンス [Ω]やインダクタンス [Ω]に比べて、あまり出てこない用語ですが、単位は[S]（シーメンス）で、要するに1/Ωの次元を持つ単位です。
　抵抗は大きければ大きいほど電流を通しにくいですが、コンダクタンスは大きいほど電流が通りやすい、ということを表します。10 [Ω]＝0.1 [S]で、0.05 [Ω]＝20 [S]といった具合です。

［２］コンダクタンスは電圧を電流に変換する係数

　コンダクタンスのことを考える前に、まず、バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタと書きます）の場合を考えてみます。トランジスタの「（直流）電流増幅率」はｈFEで表されます。この意味は、「コレクタ電流の変化分ΔICはベース電流の変化分ΔIBの何倍か」、つまりｈFE＝ΔIC/ΔIBということです。

　ここで思い出していただきたいのは、トランジスタは「ベース電流でコレクタ電流を制御する」素子でした。だから、その制御能力を示すものとして、ベース電流からコレクタ電流への変換係数としてｈFEが使われるわけです。ｈFEが大きければ、少ないベース電流の変化で大きなコレクタ電流を変化させられる、というわけです。

　それでは、FETではその「変換係数」はどんなものを使ったらよいでしょう？　
FETは、トランジスタと違い、「ゲート電圧の変化分ΔＶGでドレイン電流の変化ΔIDを得る素子」です。ここで、トランジスタと同じように考えれば、ドレイン電流の変化分をゲート電圧の変化分で割れば、ゲート電圧からドレイン電流への変換係数、が出せます。

　つまり、ΔID/ΔＶGがその変換係数に当たります。これが、FETの「相互コンダクタンスｇm」ということになります。確かに、電流を電圧で割った形になっていますから、抵抗の逆数の次元を持つ数です。

　相互コンダクタンスが大きい、ということは、小さなゲート電圧の変化で、大きなドレイン電流の変化を得ることができる、ということであり、FETの特性を表す数値になっていることは理解できるかと思います。

出典：電界効果トランジスタの相互コンダクタンスの定義