たまには真面目な話です。
最近会社でも家でも色々やっているのですが、ようやくトランジスタ回路の動作について雑に理解し始めてきました。
トランジスタってどういうものかってのは当然みなさんご存じ（）とは思うのですが、動作としては簡単で端子に電流が流れたら2端子が導通するというものです。
これを教科書的に言うととても難しいのでまずは１つの端子に電流が流れたら導通すると感覚的に考えてください。
増幅というのはとりあえず置いておきます。
重要ではあるのですが、とりあえず私のよく改造をさせられている保護回路でのスイッチング素子の使い方でトランジスタについて覚えましょう。
回路の動作はおそらく勉強だけでは分からないと思われます。
一応設計の現場でも使われているLT spiceを使って順番に説明します。
以下、簡単に作った回路図を無理やり理論に合うように解説します。
今回の回路は5Vの電圧が発生したときにProtectタグのついている場所が3Vを検出したら回路がシャットダウンすると仮定して進めていきます。
雑に作ったは良いけど誤動作していたので定数を変更しました。
R1,Rb=101k
Rc=100k
保護回路はこういった回路が連なっており、過電流保護などに使用されています。
雷サージ試験なんかで誤動作するので瞬間的な電流を抑える改造をすることもあります。
コンデンサは実際には直流では放電がないため充電された後効果がなくなるのですが、直流を瞬間的に付けた場合には充電が始まり、電位が電源と同じになります。
同じ電位には電流が流れませんので実質的に回路として動作しないのです。
充電時間は時定数で表されますが、一旦省略します。
PULSE設定は瞬間的につけているという意味です。
まずはこの回路の動作順を見ていきましょう。
トランジスタはベースに電流が流れるまではオフのスイッチと同じで仮想的に断線しています。
コンデンサは充電されなければただの銅線と同じ考え方です。
まずはコンデンサの充電を行い、【Vcの電位/Rc】がトランジスタが動作する値になるまで他の回路は動作しません。
ここは設計の際にはちゃんと時定数の計算をして保護までの動作の計算をしますが、今回は解説なので雑にしました。
トランジスタ動作後は回路が短絡し、上記の図のようになります。
定数を変更していますが、面倒なので画像を変えていませんが…。
Ra-Rc、Rb並列とR1の分圧となり、｛(1k+100k)+101k｝/｛(1k+100k)*101k｝と1kの比によってProtectの電圧が決まります。
並列の抵抗で分圧すると3Vくらいになります。
導通する回路が徐々に変化していくので理解が大変だと思いますが、順番に見ていけばそこまで難しいものではありません。
これをシミュレーションで波形で見ていきます。
最初の誤動作（というか瞬間的にかかる電圧）はダイオードなどを入れることでちゃんと止めることはできますが、考えるのが面倒なので省略して抵抗値の変更で誤魔化しました。
スイッチというのは電気的に絶縁されているわけではないので若干の抵抗値があります。
つまり抵抗値が徐々に変動していくものなのでちゃんと矩形波のようになるとは限りません。
上記グラフからこの回路のProtectの働く時間はDC5Vを検出してから250μ秒後ということになります。
これが簡単な動作回路です。
まあこれだけならコンデンサで波形鈍らせるだけでも出来るんですけどね。
これを使えば順番にONする回路なんかを作ることができます。
真面目なこと書くの疲れるのですが、これで私が真面目に生きているってことが分かってくれるんじゃないかなぁ…？
たまにただのパチンカスと思われてますからね。
仕事してるパチンカスです。
