フォトトランジスタの負荷抵抗の決め方について教えてください。

質問

フォトトランジスタの負荷抵抗の決め方について教えてください。

コレクタ電流の定格を超えないようにするために一定以上の負荷抵抗を接続する必要があるようですが、
定格が20mAである

http://www.kodenshi.co.jp/products/pdf/opto/phototransistor/st-1cl3h.pdf#search='st1cl3h'

このトランジスタに9Vの電源を印加してコレクタから信号を取り出す場合、
電源とコレクタの間に接続する抵抗の値Rは、
R=9/(20×10^-3)=450Ω
この計算では最低でも450Ωあれば20mA以上の電流は流れず、トランジスタは壊れないと思うのですが、これで合っているでしょうか。

また実際回路を作るときは、このRに50kΩほどの可変抵抗を直列に接続し、適切な抵抗値を探ろうと思っています。

回答No.1

inara · ベストアンサー

＞これで合っているでしょうか
合ってます。9V─PDのコレクタ・・・PDのエミッタ─450Ω─検出抵抗─GND という接続で、検出抵抗の両端の電圧を検出する方法ですね。これなら検出抵抗を0Ωにしても20mA以上の電流は流れません。

さらに慎重に設計するなら、PDの発熱もぜひ考慮してください。上のような接続で、電流検出抵抗を０にしたとき、PDの発熱量はコレクタ電流が10mAのとき最大（45mW）になります。データシートの「許容コレクタ損失/周囲温度」にあるように、周囲25℃未満では許容コレクタ損失が 75mW ですのでこの範囲内ですが、周囲温度が45℃を超えると許容コレクタ損失が 45mWを下回るので、これ以上の温度で動作させるときは、コレクタ電流が10mAを超えないようにする必要があります。電源電圧を Vcc [V]、PDのエミッタ─GND間の全抵抗値を R [Ω] としたとき、PDの発熱が最大となるのは、コレクタ電流が Vcc/(2*R) [A] のときで、そのときの発熱量は
　　　P [W] = Vcc^2 /(4*R)
になります。動作温度範囲内での許容コレクタ損失は15mW以上あるので、PDのエミッタ─GND間の全抵抗値が常に1.35kΩを超えているのならコレクタ損失許容範囲内になります。ただしその場合、3mA以上のフォト電流（2000ルックス以上）は検出できなくなります（抵抗の電圧降下が8.5V未満でないとPDが動作しないので）。

お礼

ありがとうございました。
発熱の影響をもっと勉強して回路を作りたいと思います。