トランスコンダクタンス

トランスコンダクタンス（転送コンダクタンス）は、まれに相互コンダクタンスとも呼ばれ、デバイスの出力を流れる電流とデバイスの入力にかかる電圧を関連付ける電気特性です。コンダクタンスは抵抗の 逆数です。

トランスアドミタンス（または伝達アドミタンス）は、トランスコンダクタンスの AC相当物です。

トランスコンダクタンスは、相互コンダクタンスを表す添え字mが付いたコンダクタンスg _mとして表されることがよくあります。次のように定義されます。

${\displaystyle g_{m}={\frac {\Delta I_{\text{out}}}{\Delta V_{\text{in}}}}}$

小信号 交流の場合、定義はより単純になります。

${\displaystyle g_{m}={\frac {i_{\text{out}}}{v_{\text{in}}}}}$

相互コンダクタンスの SI 単位はジーメンスで、記号はコンダクタンスの Sです。

トランスレジスタンス（転送抵抗）は、まれに相互抵抗とも呼ばれ、トランスコンダクタンスの双対です。これは、2 つの出力ポイントでの電圧の変化と、2 つの入力ポイントを流れる電流の関連する変化の比率を指し、r _mと表記されます。

${\displaystyle r_{m}={\frac {\Delta V_{\text{out}}}{\Delta I_{\text{in}}}}}$

トランス抵抗の SI 単位は、抵抗と同様に単にオームです。

トランスインピーダンス（または伝達インピーダンス）は、トランスレジスタンスの AC 相当であり、トランスアドミッタンスの双対です。

真空管の場合、トランスコンダクタンスは、プレート（アノード）電流の変化を、プレート（アノード）対カソード電圧の対応する変化で割ったものとして定義されます。プレート（アノード）対カソード電圧は一定です。小信号真空管のg _mの一般的な値は、1 ～ 10 ミリジーメンスです。これは真空管の 3 つの特性定数の 1 つで、他の 2 つはゲイン μ (mu) とプレート抵抗r _pまたはr _aです。ファンデルビル方程式は、これらの関係を次のように定義します。

${\displaystyle g_{\mathrm {m} }={\frac {\mu }{r_{\mathrm {p} }}}}$^[1]

同様に、電界効果トランジスタ、特にMOSFETでは、トランスコンダクタンスは、ドレイン電流の変化を、ドレイン-ソース電圧が一定のときのゲート-ソース電圧の小さな変化で割ったものです。小信号電界効果トランジスタのg _mの一般的な値は、1 ～ 30 ミリジーメンスです。

Shichman-Hodgesモデルを使用すると、MOSFETのトランスコンダクタンスは次のように表される（MOSFETの記事を参照）。

${\displaystyle g_{\text{m}}={\frac {2I_{\text{D}}}{V_{\text{OV}}}},}$

ここで、I _Dはバイアス点における直流ドレイン電流、V _{OV は}オーバードライブ電圧で、バイアス点ゲート・ソース間電圧と閾値電圧の差（すなわち、V _OV ≡ V _GS – V _th）である。^{[2] : p. 395、式（5.45）}オーバードライブ電圧（実効電圧とも呼ばれる）は、65 nmテクノロジーノード（I _D ≈ 1.13 mA/μm幅）でg _mが11～32 mS/μmの場合、通常約70～200 mVに選択される。^{[3] : p. 300、表9.2  [4] : p. 15、§0127}

さらに、接合FETのトランスコンダクタンスは次のように表される。

${\displaystyle g_{\text{m}}={\frac {2I_{\text{DSS}}}{|V_{\text{P}}|}}\left(1-{\frac {V_{\text{GS}}}{V_{\text{P}}}}\right),}$

ここで、V _Pはピンチオフ電圧、I _{DSS は}最大ドレイン電流です。

バイポーラ小信号トランジスタのg _{m は}コレクタ電流に比例して大きく変化する。典型的な範囲は1 ～ 400 ミリジーメンス。入力電圧の変化はベース/エミッタ間に適用され、出力は一定のコレクタ/エミッタ電圧でコレクタ/エミッタ間を流れるコレクタ電流の変化です。

バイポーラトランジスタのトランスコンダクタンスは次のように表される。

${\displaystyle g_{\mathrm {m} }={\frac {I_{\mathrm {C} }}{V_{\mathrm {T} }}}}$

ここで、I _CはQポイントにおけるDCコレクタ電流、V _Tは熱電圧で、通常は約室温で26mV。典型的な電流は10 mA、g・_m ≈ 385 mS。入力インピーダンスは電流ゲイン（β）をトランスコンダクタンスで割ったものです。

出力（コレクタ）コンダクタンスはアーリー電圧によって決定され、コレクタ電流に比例します。線形動作のほとんどのトランジスタでは、これは100μS .

トランスコンダクタンス アンプ( g m_アンプ) は、入力電圧に比例した電流を出力します。ネットワーク解析では、トランスコンダクタンス アンプは電圧制御電流源( VCCS )として定義されます。これらのアンプは、周波数応答を改善する カスコード構成でインストールされるのが一般的です。

電圧フォロワ構成の理想的なトランスコンダクタンスアンプは、出力において、入力電圧のバッファコピーと出力の間の抵抗値 のように動作します。フォロワに単一のコンデンサ が負荷されている場合、電圧フォロワの伝達関数は時定数 の単一の極を持ちます。^[5]または、同等に、 の1次ローパスフィルタとして動作します。${\displaystyle 1/g_{m}}$${\displaystyle C}$${\displaystyle C/g_{m}}$−3 dB帯域幅。${\displaystyle {g_{m}}/{2\pi C}}$

オペレーショナルトランスコンダクタンスアンプ（OTA）は、トランスコンダクタンスアンプとして機能する集積回路です。通常、トランスコンダクタンスを制御できる入力を備えています。^[6]

トランスレジスタンス アンプは、入力電流に比例した電圧を出力します。トランスレジスタンス アンプは、特に半導体メーカーによって トランスインピーダンス アンプと呼ばれることがよくあります。

ネットワーク解析におけるトランスレジスタンス増幅器の用語は、電流制御電圧源( CCVS ) です。

基本的な反転トランスレジスタンス アンプは、オペアンプと 1 つの抵抗器から構築できます。抵抗器をオペアンプの出力と反転入力の間に接続し、非反転入力をグランドに接続するだけです。出力電圧は反転入力の入力電流に比例し、入力電流が増加すると減少し、その逆も同様です。

特殊なチップトランスレジスタンス（トランスインピーダンス）アンプは、超高速光ファイバーリンクの受信端にあるフォトダイオードからの信号電流を増幅するために広く使用されています。

• トランジスタ
• 真空管
• 電子アンプ
• トランスインピーダンスアンプ
• フォンタナ橋
• オペレーショナルトランスコンダクタンスアンプ
• MOSFET

• ホロウィッツ、ポール、ヒル、ウィンフィールド（1989）、電子工学の芸術、ケンブリッジ大学出版局、ISBN 0-521-37095-7

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• トランスコンダクタンス — SearchSMB.com の定義
• オーディオアンプのトランスコンダクタンス：Pure MusicのDavid Wrightによる記事[1]