ベストアンサー

電子工作・回路の基礎的な部分です

2014/02/03 19:06

電子工作をして回路の勉強を始めたド素人です。基本的な部分が分からないことが多々見受けられるかと思いますがよろしくお願いします。画像の様な回路を組みました。この回路の動作の目的としては、通常時はLEDが点灯し、ベース部分には入力が無いので、トランジスタで作ったNOT回路を通ってVoutに５Vを出力し、 RESET　SWを押したときは接点が開いて、LEDが消灯し、トランジスタのベース部分に５Vが入力され、トランジスタで作ったNOT回路を通ることによりVoutには0Vが出力されるということをしたくて回路を作りました。しかし実際に回路を組んで見ると出力はしっかり出るのですが、 LEDが通常時は点灯し、RESET SWを押したときは薄く点灯してしまいます。原因としては接点が開いた状態でもLEDからトランジスタのベース・エミッタ部分に僅かに電流が流れるから薄く点灯するのかと考えたのですが、これに対する解決方法が分かりません・・・的外れや見当違いの部分の沢山あると思うのですが解決方法を指摘してもらえるとありがたいです。

yukihira_yuu
お礼率25% (6/24)

電気・電子工学
回答数9
ありがとう数13

みんなの回答 （9）
専門家の回答

質問者が選んだベストアンサー

ベストアンサー

uruz
ベストアンサー率49% (417/840)

2014/02/04 08:27 回答No.8

No.7です参考にSWをコールド側に設置した場合の回路図を示しておきます。

質問者

お礼 2014/02/05 07:37

無事問題を解決することが出来ました皆さんからたくさんのご意見をいただき本当に感謝しています

その他の回答 (8)

xpopo
ベストアンサー率77% (295/379)

2014/02/04 11:20 回答No.9

回答NO.5の補足です。回路図をこちら（http://yahoo.jp/box/s6jGeG）にアップしました。１）回路図の説明　回路構成はyukihira_yuuさんのオリジナルのままです。回路でMYSWと書かれてるのがスイッチです。このスイッチはシミュレーションで最初の１秒間はONで次の１秒間はOffに変化します。２）回路動作の説明　最初の１秒間のスイッチがONの期間は回路図のXのポイントの電圧V(x)は０Vに落ちてます。その結果LEDには抵抗R2(350Ω）に制限された電流I(D1)、32mAが流れます。（ここでLEDの最大許容電流は一般的に20mA程度ですので32ｍAは定格オーバーのように思います。20mAになるように抵抗R2を560Ωに変更したほうが良いと思います。）　次に１秒後にスイッチがOffになりポイントXの電圧が12.8Vまで上昇します。この時LEDの順方向降下電圧VFは2.2V（シミュレーション波形の一番下段に示されている。）になってます。またこの状態でのLEDの電流I(D1)は0.1ｍAと十分に小さな値になっています。　この状態でトランジスタのベースに流れている電流Ibはトランジスタのベース－エミッタ間電圧をVBE（約０．６V)とすると、　　　　　　Iｂ＝（V(X)－VBE）／R3＝（12.8V-0.6V）／10kΩ＝1.22ｍA とコレクタ電流の５ｍA（５V／1kΩ）をドライブするのにまだ十分な値です。一般にトランジスタをスイッチ動作で使用する場合、ベース電流Ibはコレクタ電流Icの１／２０も流せば十分といわれてます。したがって、ベース電流Ibは　Ib＝5ｍA／20＝0.25ｍA　で十分ということになります。抵抗R3を47kΩに変更すればちょうどIbは0.25mAになります。そうした場合、スイッチがOffのときのI(D1)は更に小さな電流になります。

uruz
ベストアンサー率49% (417/840)

2014/02/04 02:47 回答No.7

中央のプルアップ抵抗の数値が読み取れないのですが.... この抵抗を4.7k～10k位としスイッチとの間にダイオードを入れることでLEDにベース電流の一部が流れてしまうのを防止できます。また、SWをホット側に設置してよいなら添付絵のような回路でも実現できます。

koujikuu
ベストアンサー率43% (429/993)

2014/02/04 00:12 回答No.6

気付いた点だけですが、2SC1815 NPN トランジスタのスイッチ動作は、ベースを抵抗でプルダウンしますベースの電圧が0.6～1V付近なので、ベースに電流が流れ込めば、ON になり　流れ込まなければ、OFF になりますプルアップの場合、0.6Vのマージンしかありませんが、プルダウンの時は、5-0.6=4.4V のマージンがありますこのページが参考になると思います。 http://www.geocities.jp/zattouka/GarageHouse/micon/circuit/TR.htm

xpopo
ベストアンサー率77% (295/379)

2014/02/03 21:24 回答No.5

回答NO．４です。回答に誤りと、説明不足なところがありましたので下記に再度回答を書きました。１）2SC1815のベースに接続されている１ｋΩの抵抗を10ｋΩ位に大きくする。　　これでLED回路にSWがopen時に流せる電流は１ｍA程度になるのでかなり暗くなります。　　抵抗が１ｋΩの時はSWがopen時にはLEDに流れる電流は（１５V－VF－VBE）／(1ｋΩ＋３５０Ω）で計算（LEDと３５０Ωの直列回路に並列に接続されている抵抗が13kΩ位に大きいと仮定した場合）できます。ここでVFはLEDの順方向電圧降下、VBEはトランジスタのベース－エミッタ間電圧です。　今VFを３V、VBEを０．６VとするとSWがopen時のLEDの電流は　（15-3-0.6）／（1ｋΩ＋0.35Ω）＝8.4ｍA　も流れてることになります。この分母の１ｋΩを１０ｋΩにすることで電流は１／8（1.1ｍA)に小さくできます。２）LEDと３５０Ωの直列回路に並列に接続されている抵抗の値を2.2ｋΩくらいに小さくする。　これによって、１０ｋΩに流れる1.1ｍAの電流はほとんどこの２．２ｋΩの抵抗に流れるようになります。結果としてSWがopen時にはLEDには殆ど電流が流れなくなります。LEDは電流を流すためにはVFが３V程度必要で３Vより小さい電圧ではLEDには殆ど電流が流せません。２．２ｋΩに電流を1.1ｍA流しても電圧降下は２．２ｋΩ×１．１ｍA＝２.４２VにしかなりませんのでLEDには殆ど電流が流せなくなるわけです。

xpopo
ベストアンサー率77% (295/379)

2014/02/03 21:01 回答No.4

１）2SC1815のベースに接続されている１ｋΩの抵抗を10ｋΩ位に大きくする。　　これでLED回路にSWがopen時に流せる電流は１ｍA程度になるのでかなり暗くなります。　　抵抗が１ｋΩの時はSWがopen時にはLEDに流れる電流は（１５V－VF－VBE）／1ｋΩで計算（LEDと３５０Ωの直列回路に並列に接続されている抵抗が13kΩ位に大きいと仮定した場合）できます。　今VFを３V、VBEを０．６VとするとSWがopen時のLEDの電流は　（15-3-0.6）／1ｋΩ＝11ｍA　も流れてることになります。この分母の１ｋΩを１０ｋΩにすることで電流は１／１０に小さくできます。２）LEDと３５０Ωの直列回路に並列に接続されている抵抗の値を2.2ｋΩくらいに小さくする。　これによって、１０ｋΩに流れる1.1ｍAの電流はほとんどこの２．２ｋΩの抵抗に流れるようになります。結果としてSWがopen時にはLEDには殆ど電流が流れなくなります。　　

Nebusoku3
ベストアンサー率38% (1464/3823)

2014/02/03 19:50 回答No.3

>原因としては接点が開いた状態でもLEDからトランジスタのベース・エミッタ部分に僅かに電流が流れるから薄く点灯するのかと考えたのですが、これに対する解決方法が分かりません・・・原因はその通りと思います。　回路を添付のように変更すれば薄く点灯するのはなくなると思います。又、プルアップ抵抗の１つ（中ごろ）は多分不要になるのではずしても良いかと思います。完全に　ON/OFFで使うのであれば抵抗値は今のままでもOKと思います。他に保護用の抵抗などをつけることもありますが、基本動作は添付の回路でOKと思います。