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電子回路のBasic/Datasheets
  その2:トランジスタ(スイッチング回路)
1.トランジスタ拡大(NPN型)
  3本のリード線には正面左からエミッタ、コレクタ、ベースと名称がある
  表示「C1815」とあるのは「2SC1815」を示し、「BL」とあるのは増幅率(hFE)を示す
  2SC1815は汎用小信号バイボーラトランジスタの代表として用途が広い

  【増幅率】
   Y:120-240、GR:200-400、BL:350-700
   この記号の由来は、もともとカラーコードで表していたところであり、Y(イエロー)、GR(グリーン)、BL(ブルー)である

2.スイッチングの基本回路
  トランジスタは無接点式のスイッチとして使用することができる
  ベースに小さな電流(Ib)を流し込むと、コレクタ→エミッタへ増幅された電流(コレクタ電流:Ic)が流れる
  ベース−エミッタ間にある抵抗を「プルダウン抵抗」と呼び、作動を安定させるためトランジスタへの入力をオープン状態にしないようにしているのと、トランジスタの切れ(レスポンス)を良くしてやるため必要

3.反転回路
  ベースへの入力がゼロのとき、LEDへ出力されるという反転(NOT)回路

4.延長
  コンデンサを組み合わせて、入力信号が無くなった後であっても、コンデンサの放電電荷が持続する間、トランジスタをオンの状態にしてやる
  
5.制限
  コンデンサをシリーズ接続することにより、コンデンサへ充電が完了するまでの間のみ、トランジスタをオンの状態にする
  この回路ではCの電荷は放電されることがないため、一旦充電が完了するとスイッチをオープンし再度、閉じてもLEDは点灯しない

6.放電用の抵抗を追加
  コンデンサのプラス側へプルダウン抵抗を追加する
  スイッチがオープンし、コンデンサのプラス側へ電圧がかからなくなると、抵抗を通じて電荷を放電し、次回のためにリセットさせておく
  なお、ベースに接続するダイオードは保護用である(放電電流が小さければ省略可)


9.主な規格(2SC1815)

コレクタ・エミッタ間電圧 (Vceo) 50V
コレクタ・エミッタ間飽和電圧(Vce) 0.25V
ベース・エミッタ間飽和電圧(Vbe) 1.0V
ベース電流 (Ib) MAX 50mA
コレクタ電流 (Ic) MAX 150mA
コレクタ損失 (Pc) MAX 400mW
増幅率 (hFE) 120(Y)
 
  これらの値から、一例として左のリレードライバを考えると…
  @ 電源が13.8Vとした場合、リレーコイルは概ね30mA以下のものを使用したい
  A ベースに接続する入力抵抗は25kΩ程度(1k〜50kΩ)としたい


7.ダーリントン接続
  大きい負荷に対応する手段として、トランジスタを2個接続することにより増幅率を2個の積付近まで増大させることができる

8.リレードライブ
  リレー等コイルを持つ負荷を接続する場合には、トランジスタ保護のためコイルの逆起電力を吸収させるダイオードを接続してやる




10.トランジスタ拡大(PNP型)
  2SC1815とコンプリの2SA1015も同じTO−92のパッケージであり、リード線の配置も同様である

11.PNPの基本スイッチング
  NPNが電流吸い込み型のトランジスタで、こちらは電流を吐き出すタイプとなる
  ベースへは、プルアップ抵抗を接続する
  NPNのスイッチング回路とは入力信号の形態が異なる

12.2SC4935
  
   主な絶対最大定格
コレクタ・エミッタ間電圧 (Vceo) 50V
ベース電流 (Ib) MAX 300mA
コレクタ電流 (Ic) MAX 3A
コレクタ損失 (Pc) MAX 10W
増幅率 (hFE) 実測値 160(Y)
 

13.PNP型デジタルトランジスタ(デジトラ)
  「バイアス・レジスタ・トランジスタ」=抵抗内蔵型トランジスタ

  この型番はDTA114E、Ic=-50mA,Pd=150mW
  リード配置は基本的に2SAタイプと同一で、
  左から
   @ GND(+) エミッタ
   A OUT   コレクタ
   B IN    ベース

14.PNP型内部回路(DTA114E)
  抵抗が内蔵されているので、その分、部品点数を削減できる
  抵抗の大きさはデジトラの型番により異なる
  
  単に、バイポーラ+バイアス抵抗をワンパッケージにしただけに見えるが、電圧コントロールによりオン/オフを制御していることから「デジタル」と命名されている

15.NPN型デジトラ
  ローム製DTC114Eの相当品

  2SC1815へ10kΩのバイアス抵抗を取り付けたのと同じ

  ピンアサインは左から E・C・B
  
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