電子回路設計製作 第7-8回課題 第7 8回課題 以下の回路において、赤色LEDおよび青色LEDを5mA(±1mA)で駆動したい。Rを設計し、回路を作製せ よ。 トランジスタ駆動によりLEDが駆動しているかどうかを判断するために、抵抗Rを外してみる→LEDがOFFすれ トランジスタ駆動によりLEDが駆動しているかどうかを判断するために 抵抗Rを外してみる→LEDがOFFすれ ば、トランジスタにより駆動している証拠 設計通り駆動電流が5mA (±1mA)であるかどうかを3ページのレポート内容に従って検証せよ。 上記5mAが達成された状態で、Rcを200Ωに変更し、電流値がどうなるか測定せよ。また、なぜ、そうなる のか考察に必要と思われる部分を測定せよ。 のか考察に必要と思われる部分を測定せよ 赤色LED および青色LED R Ic 3.2V Rc=20Ω C1815 Ib 1 ポイント トランジスタについて理解する必要あり 「トランジスタでは大きなコレクタ電流I トランジスタでは大きなコレクタ電流Icを小さなベ を小さなベース電流I ス電流Ibで制御できる(制 限あり)」 必要な特性は全て特性グラフから読み取れる ベース電流Ib(ベースに流れ込む電流)が0のとき、コレクタ電流Ic(コレクタに流れ込む 電流)も0である Ibが流れると、Icが流れ、Icの値はほぼIbの一定の倍率(電流増幅率)になる(Icが数 10mA以下のとき) Ibが流れると、Vbeが0.6~0.7Vと一定(前回のダイオードの立ち上がり電圧) Icは一定電流となるが、逆にVceは様々な値を取り得る(抵抗ではないのでオームの法則は成り 立たない) 回路方程式(キルヒホッフの電圧則)を利用する まずは、内側の抵抗Rを通る回路 ⇒ Ib決定 ⇒ 電流増幅率によりIcが決定 ただし、ある制限により上記が成り立たない場合あり(ex.青色LED・200Ω) 外側のLEDを含む回路も考えてみる 2 ダイオード:立ち上がり電圧で一定 抵抗:オームの法則 トランジスタ:Vceの値(0Vではトランジスタ駆動しない) レポート内容 設計手順の記載 Rの値を決定した手順 動作検証 設計仕様達成の確認 仕様未達の場合 仕様達成の場合 何が予想と異なってしまったのか確認 仕様達成に向けてRの調整を繰り返す 設計手順で使用した様々な予想値も一致しているかどうか確認 200Ωの場合考察 結果がどう異なったか、なぜそうなったのか考察せよ。 3 トランジスタ 端子がある側から見た図 C:コレクタ クタ B:ベース(p層) 4 E:エミッタ(n層) エミッタ接地静特性 2SC1815の例 5 抵抗値の読み方 色 数字 - 金 - 銀 0 黒 1 茶 2 赤 3 橙 4 黄 5 緑 6 青 7 紫 8 灰 9 白6 乗数 0.1 0.01 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 許容差(%) ±5 例 抵抗器の読み方 ±10 ±1 ±2 茶 黒 黄 金 1 0 10k ±5 100k 許容差±5% キット内抵抗 7 10Ω 誤差5% 3本 20Ω 誤差5% 1本 47 Ω 誤差5% 1本 82Ω 誤差5% 1本 100Ω 誤差5% 4本 200 Ω 誤差5% 1本 470 Ω 誤差5% 1本 820 Ω 誤差5% 1本 1KΩ 誤差5% 5本 2KΩ 誤差5% 1本 4.7KΩ 誤差5% 1本 8.2KΩ 誤差5% 1本 10KΩ 0 誤差5% 3本 20K Ω 誤差5% 1本 24KΩ 誤差5% 1本 33KΩ 誤差5% 2本 47KΩ 誤差5% 1本 82KΩ 誤差5% 1本 100KΩ 誤差5% 4本 120KΩ 誤差5% 1本 200KΩ 誤差5% 1本 470KΩ 誤差5% 1本 820KΩ 誤差5% 1本 1MΩ 誤差5% 1本 計39本
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