【電子工作 回路編31】トランジスタの使い方（LEDの点灯方法や計算もするよ）

今回はトランジスタ（NPN）のLED点灯に必要な計算式などを紹介します。
言いたいことを解説したらかなり長くなってしまった・・・
※炙りトランジスタは絶対にマネをしないで下さい！
（トランジスタをアルミホイル等でまかないと熱が全体に伝わりませんから・・・）
◆今まで投稿した動画　→　 / acrv09

[@-EDiy]

訂正　26:39 1.2Vのエネループなので半分の電圧は0.6Vです

[@katsumo8624]

大変わかりやすかったです。ありがとうございました。

[@user-of1km9dc2y]

増幅って単語が最初理解できずに 電圧上げるのかな…？ と思っていた懐かしい記憶…

[@shinsekaig]

おめでとうよ 久しぶりにこゆ基本的説明を聞かなかったよ。 大学のとき思い出しましたありがとうございます。

[@shinsekaig]

基本な情報ですね でど説明が面白いから勉強になる ありがとうございます。

[@-EDiy]

面白いと思ってもらえて良かったです❗

[@user-dl5st2qp8o]

Vsat が？？　しばらく考えて 表記特性記号の記号　 collector−emitter saturation voltage　VEC(sat) の事だったんですね！　ようやく理解しました。ありがとうございます。

[@electrifyingelectron9792]

非常に詳細な情報ビデオ。ありがとう。

[@user-em2vp1ce6f]

C-E間にダイオードでショートしといたらトランジスタ焼けないと思うけどな B－E間はコンデンサでしょな　Bにはバイアス抵抗あるのでしょ　oo pF位の小さいのでないと トランジスタの足はEが起電力が大きいのでちょっとしたリード線だと引き付けられて書落ちてしまい火が出る。 CとEの足にビーズを挿入するのはそのため。To-220はでかいからねぇ。無視できない。者にも対処の方法があるということです。スイッチであっても保護回路は大事。基本回路だけしっかりやってもダメだという事は経験知識をしっかりやるということでしょ。

[@kotzen1919]

図と字が綺麗で見やすいです^ ^

[@-EDiy]

ありがとうございます！ いろいろ計算を１枚に詰め込んだので見えにくいと思ったんですが、良かったです

[@shinsekaig]

本当ですね

[@user-lo9do7px9c]

この動画キープして随分になるけど、戻ってきたらよくわかる(^^) なるほど、思ってたよりも難しい話じゃないんかー。

[@-EDiy]

数式ばかり書いてしまったので、難しくみえましたね... 頭で理解できれば要点は少ないのでいろいろな解説を 見るとよく分かると思います。

[@user-xw5gl3gg2s]

そういえばトランジスタを応用した動画って上がってますか？

[@-EDiy]

このようなものなら前に動画にしましたね。 同時押し検出回路 kzbin.info/www/bejne/mGTHgH2Ljaase7c スイッチのON,OFFでパルス回路 kzbin.info/www/bejne/oqiTlpKne7WYp7M トグル回路 kzbin.info/www/bejne/pnrJpn18jb14ibM スイッチを離したときに反応する回路 kzbin.info/www/bejne/g4OleoGBmq11rLM スイッチの連続押し検出回路 kzbin.info/www/bejne/iZCmZHiwg8yhd7M RSフリップフロップ回路（記憶回路） kzbin.info/www/bejne/fn6ThpqLrbqpfcU 一定のリズムで反応する回路 kzbin.info/www/bejne/h5ezZYmagd10g6M オペアンプを使った定電流回路 kzbin.info/www/bejne/oX2TdJKlo6h9qrM

[@ppp5711]

初歩的な質問なんですが、28:38のスイッチを押すと、ベース電流が流れなくなる理由が分かりません。電流は抵抗値が低い方へ流れるのは習いましたが、この場合、トランジスタB-E間に内部抵抗があるということでしょうか。。？

[@-EDiy]

まず順を追って説明すると、 １．スイッチを押す ２．ベース（B）がGNDとつながるので ベース（B）電圧が0Vになる ３．トランジスタのベース（B）からエミッタ（E）へ電流を流すには、 ベース（B）に最低約0.7Vの電圧を印加しないと電流が流れない性質があるので、 0Vではベース（B）に電流が流れていきません。 （トランジスタB-E間の内部抵抗は殆ど0Ωと考えても良いです）

[@user-xw5gl3gg2s]

タクトスイッチと発光ダイオードと抵抗をそのまま繋いでしまったらまずいんですか？ また、発光ダイオードがブザーやモーターの時もちゃんとトランジスタを接続するのがいいんですか？

[@-EDiy]

LEDを点灯させるとき20mA以内の電流値であれば小型タクトスイッチと LEDと抵抗を直列で接続しても問題ないことがほとんどですが、 例えばパワーLEDの場合は1A程度の電流が必要になることもあって、 小型タクトスイッチを使うとスイッチの定格をオーバーしてしまって 壊れることがあるので、トランジスタやMOSFETを介して駆動することが あります。 同様にモーターの場合もスイッチが壊れないためにトランジスタなどを使用します。 他には手動ではなく、電気的にスイッチをON,OFFさせたい場合は トランジスタを使用することでON,OFFできます。 なので使用する素子が定格以内である場合は、わざわざ トランジスタなどを使用する必要はないと思います。

[@user-xw5gl3gg2s]

@@-EDiy 詳しくはデータシートに載ってますか？ といってもデートシートってどこで見られるのかが危ういんですが…

[@-EDiy]

@@user-xw5gl3gg2s www.op316.com/tubes/tips/image/2sc1815.pdf ↑こちらでも見れますし、秋月電子さんの通販サイトでも 2SC1815で商品を検索して、そこからデータシートへ 飛ぶこともできます！ データシートは使い方は載っていないので、それは なんとか調べるしかないですね（汗

[@user-xw5gl3gg2s]

@@-EDiy NPNトランジスタ関連の質問なのですがそれぞれの端子のエミッタベースコレクタの3端子ってどこに繋げればいいんですか？また、たとえば、電源とかGNDとか！ あと、トランジスタのベースとエミッタには抵抗を噛ませないと壊れちゃいますよね？

[@-EDiy]

@@user-xw5gl3gg2s NPNトランジスタの使い方は動画の様にコレクタ(C)側に電力（電流や電圧）を かけたい負荷（抵抗やLEDやモーター）を接続します。 そして最初に負荷のコレクタ(C)からエミッタ(E)に流したい電流を計算で求めます。 その計算した電流値をhFEで割った値(Ib=Ic/hFE)のベース電流(Ib)を流すために ベースに必要な抵抗値を直列に接続します。（電流制限抵抗） また、エミッタは直接GNDへ接続します。 動画の様にベースからGNDへつなぐ抵抗はなくても動作することは多いですが、 不安定な動作になることもあるので、つける様にしておいた方がいいと思います。

[@motohisamoriya2136]

LEDなどは、Vf(順方向電圧)がデータシートに最小と標準、最大がありますね。 赤のLEDでも少し種類が違うと、1.2Vなんていうのもあります。 青はVFが3.0〜3.6Vのものもありますので注意が必要です。 LED自体は電流駆動の素子ですので、データシートにある、絶対最大定格を瞬間でも超えないようにしましょう。 また、LEDは逆方向電圧(Vr)が低いので簡単に壊れますのでやらないようにしましょう。 ブレークダウンを起こして一気に電流が流れます。 このとき、電圧がほぼ変化しないことを利用したダイオードがツェナダイオードです。 ところで、今回利用しているトランジスタは2SC1815ですか。？

[@-EDiy]

赤色LEDでVfが1.2Vくらい低いものがあるとは知らなかったので勉強になりました。 普段動画で使用しているバイポーラトランジスタは2SC1815(GR)です！

[@motohisamoriya2136]

流す電流にもよりますが、古い文献などに出てくる、赤のLEDぐらいしかなかったので、Vfは1.2Vと計算している文献などもありますね。 （トラ技とか、初歩のラジオなど） 流す電流を5mA程度に制限すると、実測でVfが1.2V程度になることが多いので、輝度が十分なら、 敢えて大きな電流をながす必要も無いので、選別品が低い電圧になっていることもあります。 逆に、過電流はあっという間に壊れますので（発火まではしない）少なめに計算はします。 ＞普段動画で使用しているバイポーラトランジスタは2SC1815(GR) 東芝製ですね。現在は廃品種となっていますが、台湾UMC連合が互換品を出していたはずです。 まあ、それぐらい使われているということですね。 ちなみになんですが、トランジスタ2石でFlipFlop(というか無安定バイブレーター）なんかが回路定数計算によいかなとはおもいますね。

[@keidong4675]

数ミリ～数十ミリアンペアの電流で壊れてしまうタクトスイッチってどんなの？

[@-EDiy]

「動画で何十mA～何百mA電流を流すと」と言っているのは ↓の秋月電子通商さんの記載を見ると akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03647/ 定格開閉電流が50mAとありますが、スイッチの開閉時は接点が点で接触し この部分で発熱しやすいので、比較的低い値になっているんだと思います。 製品にする場合などはスイッチの寿命を長くさせたいので小型タクトスイッチの場合、 数mA程度で使用するのが良いと思うので、トランジスタを使用すればスイッチの 寿命は長くなります。 なので、「数ミリ～数十ミリアンペア」ですぐに壊れるスイッチはよっぽど小型の 物でない限りない気がします。

[@keidong4675]

@@-EDiy さん、説明ありがとう。

[@ytsnn3]

BGMうるさいです

[@-EDiy]

ありがとうございます！ BGMをもう少し小さくしようと思います。

[@60_daysff_per_year]

自分が組むとしたら、 +→LED→R→コレクターよりか+→R→LED→コレクターにするね。

[@-EDiy]

なるほど！　自分の動画の回路（順番）だと もしLEDのカソードが何かのひょうしにGNDに接触してLEDに大電流が流れて LEDが壊れてしまいますが、これを逆にするとLEDの破壊防止になりますね。 勉強になります！ 自分もこれからはそうしようと思います！

[@60_daysff_per_year]

@@-EDiy さん 例えば装置が表示側(LED)とトランジスタドライブ側と二つに分かれお互いケーブルで接続する場合 は特に注意する点になってきますね。

[@user-sx7df2ye5m]

デジタル回路なのでトランジスタを飽和で使用するのですね。余談ですがオーディオで使用する場合Ｖsatはたえず変化するのかなと気になりました。

[@-EDiy]

”飽和した時のVce” のことを ”Vsat” と表現するので、 オーディオ信号を増幅する場合はシンプルにVceが 忙しく変化しますね！（Vceは飽和しない）

[@user-sx7df2ye5m]

ご回答、ありがとうございました。

[@user-te9re3go1y]

燃やすものでは、ないですよ。　トランジスタ（泣）

[@-EDiy]

そうですねｗ トランジスタに情熱を燃やすよう頑張ります！

[@user-ko2kb3sn8o]

動画の終盤(補足)で話されていた「宙に浮く」とはどういう意味でしょうか?

[@-EDiy]

抵抗を介して電源またはGNDへ接続されていない状態のことです。 なので、その時の電圧はいくらかと言うとマイナスかもしれないしプラスかもしれないし、分からない（不定）となります。 通常はこの状態にならないように回路を組みます。 逆にマイコン等でランダム数がほしい時はこれを利用することもできます。

[@user-ko2kb3sn8o]

なるほど、よく聞くのにイマイチ意味が理解出来てなくて笑。スッキリしましたありがとうございます！

[@drn8836]

T600ってｗ　８００型の更に旧タイプのアレですか。

[@-EDiy]

DR N はい！旧式って単語が好きなもんでw

[@drn8836]

分かりますよ。古くても隠れた実力とパワーを秘めている、って感じがしていい響きですよね。

[@cat0000123]

音楽いらない