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トランジスタとMOSFETについてお力添え下さい。

トランジスタとMOSFETについてお力添え下さい。 ご覧下さいましてありがとう御座います。 早速ですが、トランジスタとMOSFETについて お知恵を拝借させていただきたく投稿しました。 基本的な事項がまったく飲み込めていないので 拙い質問かとおもいますが 何卒ご了承下さいませ。 このたびバイクのウインカーをLEDにしました。 純正のリレーでは点滅しないので リレーを製作してみようと思い いろいろと試行錯誤しています。 NE555にて発振回路を組み LED1本を点滅させることが出来ました。 構造的にこれは常時発振しており ウインカースイッチで左右どちらかに接続する という具合です。 各ウインカーはif20mAのLEDを直列に4個、電流制限抵抗330Ωの回路が 5列並列に繋がっています。 単純に計算するとウインカーひとつあたりの消費電流は100mAだと思います。 で、これが前後になり、200mAを消費すると思います。 NE555は200mAが取り出せる最大だと理解しているのですが 実際、机上で実験したところ点灯し続けたり、点滅したりと 動作が不安定でした。 検索したところ、このような使用法は好ましくなく、 通常はこの半分くらいで使用するものであると 多くの方がおっしゃっていました。 よって出力段にトランジスタで増幅しようと 手持ちを見てみると2SC1815と2SA1015がありました。 どちらも単体では150mAが上限なので ダーリントン接続というものをやってみようと 調べていると、2段目のトランジスタのベース抵抗があったり なかったりするのですが、 これは何故でしょうか? トランジスタ1つの場合 hfeが100と仮定すると 100mA流したい場合、 ベースには0.1mA流れればよいと 理解しているのですが ダーリントンの場合、一段目のベース抵抗で 2つのベース電流を決めているのか? それとももっと別な計算方法があるのか? よくわかりません。 又、MOSFETを使い断続させる場合、 手持ちの2SJ471は4V駆動とあります。 この場合、ゲートに4V以上の電圧を印加すれば ドレイン、ソース間が導通する リレーだと理解してよろしいのでしょうか? 考えとしては555の出力を 2SJ471のゲートに接続すれば いいのかな?と思っています。 この場合、トランジスタのように電流制限抵抗などは 必要なのでしょうか? 尚、バイクで使用するため電圧は11~14.5近辺で変動、 Pチャンネルを使用するのは 構造上、負荷に常時電圧がかかっているのは危険なためです。 またメカリレーを使用しないのは 常時発振方式なので駆動音の問題と接点劣化の心配からです。 仕事柄、(自動車屋)でリレーは良く使うのですが 半導体はチンプンカンプンなので おかしな質問かもしれませんが ひとつよろしくお願い申し上げます。

質問者が選んだベストアンサー

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  • KEN_2
  • ベストアンサー率59% (930/1576)
回答No.2

まず、順に回答します。 1. >ダーリントン接続というものをやってみようと >調べていると、2段目のトランジスタのベース抵抗があったり >なかったりするのですが、これは何故でしょうか? トランジスタ(Tr)にはIcboなどの微少な漏れ電流が存在し、この電流は 大電力(Pc)を扱うTr程増加する傾向があり、この漏れ電流を逃がす目的で ベース抵抗が必ず実装されています。 データシートの等価回路に記載されていなくとも、通常は実装されています。 2. >トランジスタ1つの場合hfeが100と仮定すると >100mA流したい場合、ベースには0.1mA流れればよいと >理解しているのですが hfeが100の場合、Ib=1mAですが・・・・ ただし、スイッチ動作させる場合、Trの「コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCE (sat)」が問題になるので、Ib を2から3倍の電流を流して飽和動作の 領域までオーバ・ドライブしてコレクタ損失電力を低減します。 3. >ダーリントンの場合、一段目のベース抵抗で >2つのベース電流を決めているのか? >それとももっと別な計算方法があるのか? 一段目のベース抵抗で決定されhfe倍のコレクタ電流となります。 この場合も「VCE (sat)」電圧を考慮して、Ibを多く流します。 4. >手持ちの2SJ471は4V駆動とあります。 >この場合、ゲートに4V以上の電圧を印加すれば >ドレイン、ソース間が導通する >リレーだと理解してよろしいのでしょうか? その通りです。 5. >考えとしては555の出力を >2SJ471のゲートに接続すれば >いいのかな?と思っています。 >この場合、トランジスタのように電流制限抵抗などは >必要なのでしょうか? Trとは目的は違いますが、数100Ωの抵抗が必要です。 「入力容量 Ciss - 1700 - pF 」の様にMOS FETは入力容量が大きく ゲートの入力容量で発振しますので、220Ω程度の抵抗挿入が必要です。 *以上が質問事項の回答となりますが、自作記事などで動作原理を理解  されると宜しいかと思います。  

DOHC-TURBO
質問者

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありませんでした。 非常にわかりやすい回答ありがとうございます。 hfeは桁間違えてましたね、すいません。 先日も机上実験中に壊れたA1015を使って これを破裂させました。笑ってやって下さい。 でも本やネットを見ながら、実践しながら ときにはこうして教えて頂きながら 自分にとって新しい技術を得る事は 本当に楽しいです。 本当にありがとうございます!

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その他の回答 (1)

  • abaca
  • ベストアンサー率40% (43/106)
回答No.1

ダーリントン接続しても最終段のトランジスタの能力以上の電流は流せません。 ですから、FETを使ってください。 2SJ471と555を使ってウインカーを点滅する回路はずばり http://www.nct9.ne.jp/freetime/04kousaku/01wink1/03ICRLY1.htm にあります。 2sJ471 555でインターネット検索したらヒットしました。

参考URL:
http://www.nct9.ne.jp/freetime/04kousaku/01wink1/03ICRLY1.htm
DOHC-TURBO
質問者

補足

abakaさん、ありがとうございます。 実はこちらのページを拝見して部品を揃えました。 で、回路はこれで作動するのですが、 トランジスタやFETの特性、使用方法などが知りたくて 投稿させて頂いたのです。 使い方が判れば、例えば、現在メカリレーで制御している部分を (ヘッドライトやセルモーター(これは電流が多きすぎるかな?) ワイパーなどのリレーと置き換えて長寿命化、軽量化、音の低減などに 利用できるのではないかと思いまして。 まだデータシートも読めないですが、勉強中です。

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