相互コンダクタンス(伝達コンダクタンスとも呼ばれる)は、デバイスの出力電流と入力電圧の関係を表す電気的特性である。コンダクタンスは抵抗の逆数である。

相互コンダクタンスは、多くの場合、コンダクタンスg mと表記され、添え字mは相互を表します。これは次のように定義されます。
トランス抵抗(伝達抵抗の略)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つの出力点における電圧の変化と、それに関連する2つの入力点を流れる電流の変化との比を指し、r mと表記されます。
トランス抵抗のSI単位は、抵抗と同じオームです。
真空管の場合、相互コンダクタンスは、プレート(陽極)電流の変化を、プレート(陽極)-陰極間電圧が一定のときのグリッド/陰極電圧の変化で割った値として定義されます。小信号真空管のg mの典型的な値は1から10 mS。これは真空管の3つの特性定数の1つであり、他の2つはゲインμ(μ)とプレート抵抗r pまたはr aである。ファンデルビジル方程式は、これらの関係を次のように定義する。
同様に、電界効果トランジスタ、特にMOSFETでは、相互コンダクタンスは、ドレイン-ソース電圧を一定に保った状態でのドレイン電流の変化をゲート-ソース電圧の微小変化で割った値です。小信号電界効果トランジスタのg mの典型的な値は次のとおりです。1~30 ミリ秒。
Shichman–Hodgesモデルを使用すると、MOSFETの相互コンダクタンスは次のように表すことができます(MOSFET § 動作モードを参照)。
ここで、I Dはバイアス点における DC ドレイン電流、V OVはオーバードライブ電圧であり、バイアス点のゲート・ソース間電圧としきい値電圧の差(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、g mが 11~32 mS/μm の場合、 65 nm プロセスノード(I D ≈ 1.13 mA/μm × 幅) で通常 70~200 mVに選択される。[ 3 ]: p. 300、表 9.2 [ 4 ]: p. 15、§0127
さらに、接合型FETの相互コンダクタンスは次のように表される。
ここで、VPはピンチオフ電圧、IDSSは最大ドレイン電流である。
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、大きく変動します。典型的な範囲は1~400 ミリ秒。入力電圧の変化はベース/エミッタ間に印加され、出力はコレクタ/エミッタ間電圧が一定の場合のコレクタ/エミッタ間を流れるコレクタ電流の変化である。
バイポーラトランジスタの相互コンダクタンスは次のように表すことができます。
ここで、ICはQ点におけるDCコレクタ電流、VTは熱電圧であり、通常は約 室温で26 mV 。典型的な電流の場合10 mA、g m ≈385 mS。入力インピーダンスは、電流利得(β)を相互コンダクタンスで割った値です。
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まり、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、アーリー電圧はアーリー電圧よりかなり低い値になります。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、周波数特性を向上させるために、カスコード構成で設置されることがよくあります。
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、入力電圧のバッファコピーと出力の間に、1/ gmの値を持つ抵抗のように出力で動作します。フォロワが単一のコンデンサCで負荷されている場合、電圧フォロワの伝達関数は、時定数C / gmの単一の極を持ちます[ 5 ]。または、等価的に、1 次ローパスフィルタとして動作します。-3 dB帯域幅はg m /2 πCです。
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できる集積回路です。通常、トランスコンダクタンスを制御できるようにするための入力があります。[ 6 ]
トランス抵抗アンプは、入力電流に比例した電圧を出力します。トランス抵抗アンプは、特に半導体メーカーの間では、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いて、トランス抵抗増幅器を表す用語は、電流制御電圧源(CCVS)である。
基本的な反転型トランス抵抗アンプは、オペアンプと抵抗器1個で構成できます。オペアンプの出力と反転入力の間に抵抗器を接続し、非反転入力を接地するだけです。すると、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、逆に減少すると増加します。
特殊なチップ型トランス抵抗(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る。