抵抗内蔵型トランジスター（BRT）はどのように動作しますか？

オフの状態からBRTのB端子に電圧 V_Iを印加し飽和領域でオンさせる動作を考えます。
V_Iの電圧を徐々に上げていきます

① 内蔵トランジスターQ がオフの状態

QがオフしているときにV_Iの電圧を印加すると、内蔵抵抗R₁とR₂にのみ電流が流れます。
従って、Qのベース bにはR₁とR₂で分圧された電圧　V_b = R₂ / ( R₁ + R₂ ) が加わります。

② Qがオン

R₁とR₂による分圧された電圧は図-2　I_B - V_BEカーブに示すように、0.5V程度になるとベース電流 I_bが流れ始めオンします。同時にI_bのh_FE倍のコレクター電流が流れます。この時点ではQは飽和領域には入っておらず活性領域での動作となるので、h_FEは汎用のトランジスター(2SC2712など）と同様に120～700程度の値となります。
更にV_Iが増加するにつれて、V_beが増加し図-3に示すように指数関数的にI_Cが増加します。
ただし、実際はV_Iに比べて、ベース電圧 V_bはほとんど上昇しません。図に示すように、室温25℃で使用範囲でのV_BEの変化は0.6V～1.0Vです。このため、簡易計算ではこのベース電圧は固定値として扱うことが多く、ここでも固定値 = 0.7Vとして扱います。
I_bは以下の式で表されます。
    I_b = I_B – I_R2 = ( V_I – V_be ) / R₁ – V_be / R₂
I_bの増加とともに、コレクター電流 I_Cも比例的に増加します。
図-1 基本回路のコレクターC ・エミッターE 間電圧をV_CEとすると、下式となります。
    V_CE = V_CC – R_L * I_C
電流の増加とともにV_CEは減少し飽和領域に移行します。

③ Qが飽和領域へ移行

V_CEが低下することにより、トランジスターQは飽和領域へ移行します。
(飽和領域の定義は明確ではありませんが、h_FEが20以下を飽和領域としています。*）
I_bの増加により、I_Cが増加しR_Lによる電圧降下が大きくなり、GNDに近づきます。
図-4　I_C – V_CEカーブ上の②　⇒　③への移動です。最終的にはV_CE ≒ 0 まで到達します。
実際のV_CE(sat)の電圧を図-5　V_CE(sat) – I_Cカーブに示します。
この時のC・E間電圧をV_CE(sat)とすると、
    I_C = ( V_CC – V_CE(sat) ) / R_L　＝　Const.
I_Bは、V_Iの増加に伴いどんどん大きくなっていますがI_Cはほとんど増加しません。このため、h_FEは低下していきます。