出産前後の痔にはご注意!

トランジスタ2つを使った、
弛張発振回路で、LEDの点滅
をさせたいと思っています。
参考:
http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/relax/relax.html

この時、
トランジスタにつながっていない
コンデンサの足は、LEDとトランジスタの
間につながないと、点滅しません。
この理由がわかりません。
単純にグランドにつないだのでは、
だめなのでしょうか。
(トランジスタひとつで、ブザーを
鳴らすような弛張発振回路では、
グランドにつないでいます。)
参考:
http://bbradio.hp.infoseek.co.jp/ujt1/ujt1.html

何かわかる人がいましたら、
よろしくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

トランジスタ2つを使った回路のほうは正帰還を使った発振回路になっています。


TR1のベースに流れる電流が増加するとTR1のコレクタ電流(TR2のベース電流に等しい)が増加し、TR2のベース電流が増加する為TR2のコレクタ電流が増加します。
TR2のコレクタ電流が増加するとLEDの端子電圧が増加し、この変化がCを通してTR1のベース電流を増加(正帰還)させます。
この様にしてTR2のコレクタ電流はこれ以上増加できなくなるまで増加します。
限度まで増加した後、今度はTR1のベース電流が減少します。なぜならCを通して流れていたベース電流の増加が止まるからです。
この減少はTR2のコレクタ電流がこれ以上は減少できないところ(通常はゼロ)まで減少します。
後は初めからの繰り返しになります。
CをグランドにつないだのではTR2のコレクタからTR1のベースへの帰還回路がなくなるので発振しません。

トランジスタ一つの回路で使われているトランジスタはユニジャンクショントランジスタといって負性抵抗を持つ特別のトランジスタです。
このトランジスタは1個で前述の正帰還と同様の機能を持っています。
B1とB2の間に電圧をかけておいてEの電圧を上げていくと電圧が低い間は電流がごくわずかしか流れませんが
ある電圧(スレッショルド電圧、B1,B2間の半分くらい)を超えると急に電流が流れ出してEの電圧がある程度下がるまでは電流が流れやすい状態になります。
例示された回路ではC1をR1で充電してEの電圧がスレッショルド電圧を超えるとコンデンサの電圧を一気に放電します。放電しきるとはじめの状態に戻りコンデンサの充電を開始します。
ユニジャンクショントランジスタは今ではほとんど使われていないし、入手も困難です。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
非常に参考になりました。
根本的にコンデンサの使われ方を
勘違いしていたようです。
+-も逆向きに考えていました。
非常に助かりました!!

お礼日時:2008/01/29 19:18

はじめまして



普通はトランジスタ1個で動作させるのが一般的ですが、
学習用として2個使用ということなんでしょうね。

さて、第1図の1を例に上げると、トランジスタにつながれて
いないコンデンサの一端をグランドに接地すると、コンデンサの
充電電圧がTR1を動作させる電圧まで達したとき、TR1とコンデンサ
が接地されてるため、コンデンサ充電電圧はTR1のB-E間を通過する
だけで終わってしまいます。つまり、TR2を動作させるだけの十分な
電圧(電流ということでもあるんですけど)に満たないため、LEDを
十分に光らせるだけの電流が得られないことになります。

そこで、LEDの一端に接続することで、TR1に十分な電流が流れ、
結果的にTR2にも電源電圧からの十分な電流が流れて、LEDが
ピカッと光るわけです。

専門家ではないので、質問者様が実際にコンデンサを接地させて、
実験されてみるとよいかと思います。その際、できればオシロなど
あるといいですね。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
うまくいきました!!

お礼日時:2008/01/29 19:19

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qトランジスタを使ったLED発振回路の動作についての疑問

お世話になります。
添付画像のようなトランジスタを使ったLED発振回路で、2点ほど疑問があります。
まず、トランジスタがONした時LEDに電流が流れますが増幅された結構大きい電流が流れるのではないかと思いますがQ1トランジスタのエミッタからLEDに向かっている回路には保護抵抗が使われておりません。これはなぜでしょうか?短い時間だから?
もう一点は、コンデンサCのプラス側がLEDのアノード側につながっています。これの意味がよく分かりません。コンデンサのプラス側とLEDのアノード間は電流が流れるのでしょうか?
例えばこれを、コンデンサのプラス側からLEDのカソード(GND)へ接続するのとでは意味がどう変わりますか?
申し訳ございませんが、初心者なので難しい事は理解できないかもしれませんのでよろしくお願いいたします。ステップアップのための質問です。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

回答NO.2です。補足コメントありがとうございます。

初めに間違った回答をしてしまいました。ごめんなさい。

実際の回路をシミュレーションしてみました(こちら: http://yahoo.jp/box/rdFFTa)のでその結果を使って以下に説明します。

 まず、回路条件ですがQ1のhFEを283、Q2のhFEを130.4、抵抗R1の値を500kΩとします。LEDは赤色だと思いますがフェアチャイルド製のQTLP690Cを使います。

 シミュレーション結果は左側に波形で示されてます。
各波形は一番上からQ2のベース電圧V(b2)、LEDのアノードの電圧V(da)、コンデンサC1に流れる電流I(C1)(ポイントDAからB2の方向を正とします。)、LEDの電流I(D1)、最後にLED QTLP690Cに18mmA電流を流した時のVFV(f2)と順方向電圧降下V(f2)となってます。

 シミュレーションではスタートと同時に電源V1を0Vから3Vへ立ち上げてます。このトランジェントシミュレーション時間は3秒です。

 まず、電源を立ち上げた瞬間は抵抗R1を経由してトランジスタQ2のベースへ電流が流れ込みます。この時はまだLEDには電流が流れていません。LEDは1V程度までは非常に大きな抵抗値を持ちますのでR1を流れる電流は殆どQ2のベースに流れ込みます。

 Q2に流れる最初にベース電流Ib2iは

  Ib2i=(3V-0.7V)/500kΩ=4.6uA 流れます。
1
このIb2iはトランジスタQ2とQ1で増幅されます。Q2のhFE2とQ1のhFE1を使って、Q1のコレクタ電流Ic1iは

  Ic1i=Ib2i×hFE2×hFE1 (1)

で計算できますからQ1のコレクタ電流Ic1iは

  Ic1i=4.6uA×130.4×283=170mA

と計算されます。実際のシミュレーション結果では140mA程度とちょっと少ない。この電流が最初のLED電流となります。シミュレーション結果のI(D1)を見てみると140mA程度の電流が時間16.5msecまで続いてそこで急激に電流が無くなります。
 もうお気づきと思いますが、この電流の値はLED にとっては最大定格をはるかに超える電流です。一般的な赤色LEDの最大定格電流は20mA程度ですから、こんなに大きな電流を流せばLEDが壊れるか劣化してしまいます。
 またIc1iは抵抗R1とQ1、Q2のhFEで決まってくる電流ですから例えばR1を100kΩにすればIc1iは5倍の850mAにもなってしまいます。またhFEもバラツキますから、Q1のコレクタ電流の絶対最大定格を超えてしまう可能性も考えられます。
 ですから、対策としてQ1のコレクタとLEDのアノードの間に電流制限用の抵抗を入れなければまずいということになります。

 この大きな電流が流れている期間はLEDのアノードがほぼ一定の電圧、この場合は電圧波形V(da)になりますが、約2.7Vの値になります。この一定電圧の間、LEDのアノードからQ2のベースへ向かってコンデンサC1を充電します。電源が投入された瞬間に一番大きな充電電流が流れますがその後エクスポーネンシャルで充電電流は時間とともに減少してゆき16.5msec経過後に充電電流は殆どゼロまで低下します。その結果、Q1のコレクタ電流もなくなってLED 電流は急激に低下します。その結果LEDのアノードの電圧は一定の電圧まで差がいます。この場合は2.7Vから約1.5Vまで約1.2Vほど下がります。この1.2Vはコンデンサに充電された電圧に相当します。
 その結果Q2のベース電圧は0.54Vから1.2V低い-0.66Vまで下がります。その結果Q2のベースは完全にカットオフ状態になります。
 その後コンデンサC1には抵抗R1を通して充電が開始されます。Q2のベース電圧V(b2)を見るとわかりますがV(b2)は時間とともに直線的に上がってゆきますそしてV(b2)が0.2V程度まで上昇するとQ2のベース電流が少し流れ始め、その電流がhFE倍されてQ1のベース電流になりそれが更にhFE倍されてLED電流の増加となります。結果としてLEDの電流の増加とともにLEDのアノード電圧も少々し始めます。LEDのアノード電圧が上がり始めればまたコンデンサC1への充電が始まりQ2のベース電流が増え始めます。その結果Q1のコレクタ電流もさらに増えてゆきLEDのアノード電圧も増えます。このような状況を正帰還状態と言いますが、正帰還状態によってLED電流は急激に増加することになります。
 そしてまたLED電流は140mA程度流れ同じく16.5msec後にコンデンサC1の充電が終了しLEDの電流はOFFされます。あとは先ほどの説明と同じ繰り返しになりLEDの点滅が繰り返されるわけです。


 それでは補足にありました質問について以下に回答いたします。

1)
>備考のこのままじゃ動作しないんですが、については色々な所で紹介されている回路であることもあり動かないというのもおかしいと思い、この回答を受けて実際にブレッドボード上で試してみたらやはりきれいに点滅しました。
>NPNトランジスタを2つ使って2段増幅する回路の場合は電源とベース間に抵抗をいれているものも見つかりましたがPNPとNPNの組み合わせのこの場合は必要ないのでは?

回答>>ちょっと舌足らずで申し訳ありません。正確には起動しない場合がありますよ、ということです。上で動作を説明しましたが
 電源の立ち上げ時に抵抗R1経由でQ2のベースに電流を流します。そしてQ1のコレクタに大きな電流が正帰還効果で流れC1を経由してのQ2ベースへの充電電流が流れ始めますがこの充電電流が小さくなっても抵抗R1からの電流の値が大きいとLED電流、すなわちQ1のコレクタ電流、が下がり始め無くなってしまうのです。LED電流が下がらなければLEDのアノード電圧も下がらなくなりますのでQ2ぼベース電圧を急激に下げることができなくなります。その結果LEDは点滅ではなくて点灯しっぱなしになってしまいます。
 ブレッドボードで試されてるならR1n値を小さくしてみれば、この現象は確認できると思います。

2)
>で、実際にやってみた結果で、コンデンサのプラス側からLEDのカソード(GND)へ接続するとご指摘どおり点滅しなくなりました。これはコンデンサを外した場合と同じ動作でした。
>もう一つ試してみたのですがコンデンサの極性を逆に紹介しているサイトもあるのでQ2のベース側をプラスにしてみると、こちらも問題なく見た目には同じように動作しました。何故でしょうか?
>コンデンサの電位は下側がLEDのVFで1.7Vくらいだとして上側はトランジスタのベースで0.7Vとすると下の方が大きいので通常下側をプラスにするんですよね?この場合あまり関係ないんですかね?

回答>>電解コンデンサを極性を逆にしても動作をしたのはなぜか?ということですが、極性が逆になれば実効的なコンデンサの容量はかなり小さくなってしまいますが容量がなくなるわけではありません。ですから動作はするけれどコンデンサの容量は小さくなってしまう。更に長期間使用すればコンデンサへのダメージが生じます。ですから下側をプラスに接続するのが正しい接続ということになります。

3)
>で、2つ目の疑問なんですけど最初はCへの充電は抵抗を流れてきた電流によって行われ、Cの電圧が上がってくるとベース電流が流れやがてトランジスタがONしてLEDへ電流が流れるので点灯し、電流はLEDにも流れるけどCの電位も低いのでそちら側にも流れると。そうなると、Q2のベースには常にQ1トランジスタのコレクタからCへ常に電流を供給するため、点滅する前にONしっぱなしになる気がするのですが、そこをどう理解すればよいですか?

回答>>最初は上で説明したようにC1向こう側はLEDのアノードにつながってます。最初の時点ではQ1はOFFしてますからコンデンサC1には直列にLEDがつながってることになります。またコンデンサC1の逆側はトランジスタQ2のベースです。トランジスタのベースはいくら上昇しても高々0.7V程度です。そうするとC1の充電には最大0.7V程度しか電圧が与えられないことになります。そうするとC1に直列につながっているLEDにも最大0.7Vていどしかかからないことになります。LEDの電流は0.7V程度ではnAのオーダーで極端に小さな電流しか流せません。結果、コンデンサC1への充電は殆ど行われないのでコンデンサはこの状態ではLED側がopenになってるのと等価な状態です。ですから最初は抵抗R1からの電流は殆どQ2のベースへ供給されることになります。
 ですから、最初はいきなりQ2のベースへ抵抗R1を通ってきた電流が流れてそれが2つのトランジスタで増幅され、Q1の大きなコレクタ電流、即ちLED電流となるわけです。そして大きな電流が流れてLEDのアノード電圧が急激に立ち上がるのでその結果コンデンサC1へLEDのアノードからベースへ向かって大きな充電電流(最初の瞬間が一番大きくその後、対数的に減少してゆく)が流れ一定時間後の充電電流がゼロ近くまで下がりLEDの電流が急に下がってアノード電圧が急に下がりその下がった電圧の分だけQ2のベース電圧が下がるのでQ2がカットオフされるという流れになるわけです。

回答NO.2です。補足コメントありがとうございます。

初めに間違った回答をしてしまいました。ごめんなさい。

実際の回路をシミュレーションしてみました(こちら: http://yahoo.jp/box/rdFFTa)のでその結果を使って以下に説明します。

 まず、回路条件ですがQ1のhFEを283、Q2のhFEを130.4、抵抗R1の値を500kΩとします。LEDは赤色だと思いますがフェアチャイルド製のQTLP690Cを使います。

 シミュレーション結果は左側に波形で示されてます。
各波形は一番上からQ2のベース電圧V(b2)、LEDのアノードの電...続きを読む

QCR発振の原理

トランジスタのCR発振の原理について説明が出来る方、おおまかでもよろしいのでお願いします。

Aベストアンサー

No.2のymmasayanです。補足です。
移相回路で180度遅らせると書きましたが、参考URLの場合は180度進ませるです。
(移相回路がCRの接続の仕方で2種類あります)
進みでも遅れでも180度で反転ですので結局は同じことなのですが。

QLED点滅回路の利用について

弛張発振回路を使ったLED点滅回路を利用して、リレーをONOFFする回路を作ろうとしているのですが、周期を早くするにはどの部品を交換すればいいでしょうか?

現在、回路は
​http://www.rlc.gr.jp/prototype/led/tenmetu/shichou/pika.htm​
を参考に製作、LEDをリレーに交換している状態です。

また、自分の電子工作の知識は回路図を紹介してるHP等を見て、部品を探してきて組める程度です。

詳しい方、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

tanceです。

点滅しますかぁ・・・。
個人で勉強のために作るのであればまあこの回路でも構いませんが
仕事で使うなら是非もっと安全な回路をお奨めします。

まず、緑のLEDにもいろいろあるので、例えばインジウム、ガリウム、
アルミニウム、燐 の緑LEDだと定格電流での順電圧は常温で 2.1V
くらいになります。

NPNトランジスタのベース抵抗R=100kΩには直流として約24μAくらい
流れます。(3V-0.65V)/100k = 23.5uA
2SC1815の電流増幅率はものによっておおきくばらつき、70~700くらい
あります。仮にGRランクでhFEが300あったとしましょう。
コレクタ電流は23.5u×300 = 7.05mA流れます。

次に2段目の2SA1015のコレクタ電流を計算してみましょう。
ベース電流が7mAですので、hFEが100しかなかったとしても700mA
流せます。要はLEDが上記のようなInGaAlP製だったらこの過大電流で
トランジスタかLEDが壊れます。

また、このような完全なON状態を基準にしてコンデンサで正帰還を
かけた回路は発振しません。弛張発振器は出力が電源電圧の中間に
バイアスされるようなリニア領域で動作するアンプに正帰還をかける
ことで発振を起こすものです。(Cを除いた回路で出力が中間電圧
になっていることが必須)

実際に発振しているのは、運良く大電流が流れない状況にあるため
でしょう。LEDがInGaN(インジウム・ガリウム・窒素)で出来ている
緑なら3Vでは数10mAしか流れないので2SA1015に大電流が流れる
こともありません。

そうでなければトランジスタのhFEランクが低いものだったのかも
しれません。

それにしても、Cの電荷を使い切ってRに電流が流れなくなるという
説明はやはりおかしいです。本当は、正帰還の量が時間とともに減る
のでアンプが飽和から脱し、その出力電圧変化がCで帰還されることで
出力変化が加速され一気に反転する・・・という動作になります。

強いて言えば、電流が減るのはトランジスタのベースであって、R
ではありません。特に2SC1815のエミッタが直接GNDに接続されている
ので、ベース電圧はほとんど変化せず、Rにはほぼ一定(以上)の電流
が流れ続けます。

もうひとつ。コンデンサに電解コンデンサを使っていますが、Cへの
充電電圧は一定方向ではありません。LEDが点いているときは図の向き
に正しく充電されますが、消えているときは逆電圧がかかります。

部品点数を最小限にした回路ということでは、hFEランクやLEDを選べば
発振するかもしれませんが、たくさん作ったりすると必ず問題がでる
回路ですのでご注意ください。

tanceです。

点滅しますかぁ・・・。
個人で勉強のために作るのであればまあこの回路でも構いませんが
仕事で使うなら是非もっと安全な回路をお奨めします。

まず、緑のLEDにもいろいろあるので、例えばインジウム、ガリウム、
アルミニウム、燐 の緑LEDだと定格電流での順電圧は常温で 2.1V
くらいになります。

NPNトランジスタのベース抵抗R=100kΩには直流として約24μAくらい
流れます。(3V-0.65V)/100k = 23.5uA
2SC1815の電流増幅率はものによっておおきくばらつき、70~700くらい
あります...続きを読む

Qdy/dx=-x/yの意味が解りません

dy/dx=-x/yの微分方程式を解く問題があるのですが
どのようにしてとくのか意味が解りません
誰か教えていただけないでしょうか

Aベストアンサー

この微分方程式は、「変数分離型」の微分方程式の典型的な問題の一つです。
微分方程式についての教科書には必ず載っているはずです。書籍を参照もしてみてください。

たとえば、

dy/dx=f(x)/g(y)

という微分方程式を

g(y)dy = f(x)dx

というように変形し、両辺で積分することで微分方程式を得ることができます。

∫g(y)dy = ∫f(x)dx



G(y) = F(x) + C

Cは積分定数、G(y)=g'(y), F(x)=f'(x)です。

厳密な理論に基づいて考えると、突っ込みどころ満載なのですが、
ただ解くのが目的であればこれでよいと思います。

質問の場合は、上に於いて

g(y) = y
f(x) = -x

としたときですので、

結局答えは、

(1/2)y^2 = -(1/2)x~2 + C

    ↓

x^2 + y^2 = C

になります。

境界条件が存在する場合は、それを答えの式に代入してCを求めてください。

初期値が与えられていれば、ラプラス変換という手法を用いて解くことも可能です。

この微分方程式は、「変数分離型」の微分方程式の典型的な問題の一つです。
微分方程式についての教科書には必ず載っているはずです。書籍を参照もしてみてください。

たとえば、

dy/dx=f(x)/g(y)

という微分方程式を

g(y)dy = f(x)dx

というように変形し、両辺で積分することで微分方程式を得ることができます。

∫g(y)dy = ∫f(x)dx



G(y) = F(x) + C

Cは積分定数、G(y)=g'(y), F(x)=f'(x)です。

厳密な理論に基づいて考えると、突っ込みどころ満載なのですが、
ただ解...続きを読む

QNPNとPNPの違いについて

調べていてもよくわからないので質問します。

NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?

なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?

安全ならなぜPNPに統一しないのでしょうか?

なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?

そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?



質問が多くなりましたが一つ一つ電気の知識のない私にも理解できるように
御回答宜しく御願い致します。

Aベストアンサー

こんにちは。

制御回路の安全性のお話ですね。

NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?
→使用される地域の考え方の問題です。
 一応IEC規格の考え方(提案したEU)では、安全回路に使われる三線式センサの様なものは、PNPタイプ(ソース出力タイ  プ)でないと設計しずらくなります。
 別にPNPでなくても回路構成は可能ですが、変則的になるのでやめた方が無難です。
 特にメリット、デメリットや優劣の問題ではありません。 思想の問題です。

なぜ日本はNPNが主流なのでしょうか?
→第二次大戦後に経済や技術が米国との結びつきが大きかったから、北米仕様のNPNが主流になったと考えています。

2線式はどちらでも関係ないと聞きましたがなぜでしょうか?
→信号自体のの保護が出来ないからで、もし保護するなら論理や動作チェックですべきでしょう

安全ならなぜPNPに統一しないのでしょうか?
→最初にご説明したとおり地域ごとの安全に対する思想(実は習慣もありますが)の違いですから、統一する絶対的な必要性は無いと考えていますが、効率や誤り低減(結局は安全性にたどりつくが)の為に、IECでそちらの方向を規格化しています。
あくまで安全に関わる回路についてのお話です。
一番まずいのは同一システム(機器)内における両者の混用です。

なぜ黒と青の短絡のみ話に上がるのでしょうか?
茶と黒が短絡したときは考えなくていいのでしょうか?
→PNP推奨の思想自体が「安全に関わるクラス1機器内での電線の地絡」を考えているからです。
 電源と信号線の短絡は考えてなく、信号線とGND線の短絡ではなく、信号線と接地されているクラス1の保護接地筐体の  地絡を考えています。
 これはヨーロッパ地域(独)の思想と思いますが、安全に関わる制御回路配線で一番起こりそうで危険な事象が「配線の   筐体への地絡」と考えているからです。
 電源線の地絡は、もし安全に影響があるなら、過電流保護を行います。
 信号線の地絡はPNP(地絡時に動作しない方向の論理出力)出力にして保護します。
 GND線は筐体保護接地と同電位にして、迷走電流が起こらない様にするのが普通です
 (認められた強化絶縁や二重絶縁構造にして浮かす手法もありますが)

そもそも一つの回路にNPNとPNPの混載はできるのでしょうか?
→途中でご説明した様に、誤使用のリスクが発生するので採用する設計者は、その点を踏まえた上での採用となるでしょう。
 最近のEU指令では強化されている「リスクアセスメント」を充分考慮した上での話ととなります。

簡単にご説明出来れば良いのですが、ほとんどの電気設計者も良くわかっていない様な難しいお話なので、雰囲気がわかれば良いいのでは? と思います。

ちなみに日本国内はJISがIEC規格を丸写ししていますので、そういった規格も存在しますが、産業機器の場合は必ずしも厳密に考えなくても、と思っております。

製造物責任に関わるような万が一のトラブルにおいても、絶対にJIS規格でなければということはないと思います。
これはEU指令のように設計規格が厳密に定められていないからです。
一応、労働安全衛生法の設備機械の設計指針はありますが、参照規格までは書かれていません(日本古来の暗黙の了解ではJISとなるという役所もありますが、要は責任の取り方の問題です)

以上、参考までに

こんにちは。

制御回路の安全性のお話ですね。

NPNを使用するメリットはなんなのでしょうか?
PNPを使用するメリットはなんなのでしょうか?
→使用される地域の考え方の問題です。
 一応IEC規格の考え方(提案したEU)では、安全回路に使われる三線式センサの様なものは、PNPタイプ(ソース出力タイ  プ)でないと設計しずらくなります。
 別にPNPでなくても回路構成は可能ですが、変則的になるのでやめた方が無難です。
 特にメリット、デメリットや優劣の問題ではありません。 思想の問題です。

な...続きを読む


人気Q&Aランキング