課題7-8

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。
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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
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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
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「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)」
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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)
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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
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
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
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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
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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
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
仕様達成の場合

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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
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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
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
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