トランジスタ破壊防止のための対処

電子回路初心者です。

リレーとトランジスタが入った回路のスイッチを切ると逆起電力が起こり、トランジスタが破壊されるという話を聞いたのですが、添付した写真の回路でもそのようなことが起こる可能性は高いのでしょうか？

この回路は、導線を水に入れ、流れた電流をトランジスタで増幅しリレーを作動させようというものです。
ちなみにこの回路は実験的に作ったものなので、実験回数は十数回ぐらいだと思います。

もし破壊される可能性が高いのであれば、どのように対処すればよいのでしょうか？　どなたかご教授お願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： tance 回答日時： 2009/07/03 18:50

5V用リレーに9Vかけるのは多分ギリギリアウトです。

リレーの
最大定格をおそらくオーバーしています。つまり、リレーの
設計者の想定外になります。

そして、トランジスタが壊れる可能性はもうひとつあります。
ベースバイアスが水なので、中途半端なONになることがあり得
ます。

リレーの仕様次第ですが、もし5V, 100mA程度以上のリレーだと
９Vかければ180mA流れます。これ自体で壊れることはないですが、
もし、水の付き方が中途半端で、トランジスタが90mAくらいしか
流せない状態が生じると、コレクタ～エミッタに4.5V加わって
電流が90mA流れ、405mWの電力をトランジスタが消費します。

2SC1815は400mWの電力を消費すると、室温より約100℃上昇します。
室温が25℃ならトランジスタの内部は125℃になります。これは
壊れてもしかたのない温度です。（しばらくは耐えると思いますよ）

リレーが5V, 20mAくらいのものであって、No.2の方の指摘のように
抵抗で電圧を落として５Vで使うのであれば、熱で壊れることは
まずないでしょう。

あと、水につける所は、もしかすると、静電気で帯電しているかも
しれません。水回りなので、帯電はしにくい傾向ではありますが、
万が一のためには 3.9kの抵抗をベース直近に移動した方が良いと
思います。（電源側ではなく、トランジスタ側へ）

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
1つ疑問なのですが、９Ｖ電池で最大定格をオーバーするのであれば、電池を６Ｖぐらいに変更すれば、Ｎo.2の方のご指摘のような抵抗を入れずに対処できるのでしょうか？

補足日時：2009/07/03 21:02

No.5 回答者： noname#111034 回答日時： 2009/07/04 20:28

No.2の補足です。

＞リレーのコイルの直流抵抗は、リレー本体に表示されているのでしょうか？

小型の場合は必ずしも表示されていません。その場合は，テスタの抵抗レンジで測ればいいです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。実際にやってみます！

お礼日時：2009/07/05 00:36

No.4 回答者： tance 回答日時： 2009/07/04 09:59

6Vなら十分許容範囲です。

トランジスタでも0.1～0.3Vくらいは
ロスすると思うので、ちょうど良いのではないでしょうか。

できたら、中途半端なONにならない工夫があると最高です。
シュミットトリガ回路で検索してみてください。小さいリレー
ならこのままでも大丈夫だと思います。トランジスタを
もうちょっと大きいものに代えれば9Vでも大丈夫です。
例えば、2SC3420

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
シュミットトリガ回路も時間があれば作ってみたいと思います。

お礼日時：2009/07/05 00:39

No.2 回答者： noname#111034 回答日時： 2009/07/03 17:48

No.1の方のおっしゃる通りだと思います。

C1815は耐圧が50Vなので，この回路では厳しいです。汎用品でタダみたいな値段ですが，それよりも焼けて半田づけをやりなおす手間が面倒です。ジャンク基板から抜いた電源用ダイオード（マーキングがなくてもたいてい耐圧は100V以上あります）でもいいですから，並列にかましておくほうが無難です。

また，リレーのコイルの直流抵抗が表示されているはずですから，抵抗を直列に入れてコイルにかかる電圧を5Vにしたほうがいいです。このとき，トランジスタでは約1Vの電圧降下がありますから，8Vで計算すればいいと思います。（コイル抵抗が500オームなら直列に300オーム）

これは「風呂水検出器」みたいな用途でしょうか。多少とも実用化する気なら，検出電極には，乾電池を分解して取り出した炭素棒を使うほうが，さびがこなくていいです。ただし，回路が誤動作して浸水などの大損害が出るような場合は，使わないほうがいいです。こういう簡単な回路では，検出動作が不安定になるのではないでしょうか。

この回答への補足

初歩的な質問で申し訳ないのですが、リレーのコイルの直流抵抗は、リレー本体に表示されているのでしょうか？

補足日時：2009/07/03 20:49

No.1 回答者： 86tarou 回答日時： 2009/07/03 16:56

トランジスタが破壊するのは、コレクタ エミッタ間の耐圧を越える電圧が掛かるからであって、逆起電圧＋電源電圧がこれを越えなければ破壊することはありません。

逆起電圧でのトランジスタの破壊を防ぎたいなら、リレーのコイルと逆並列（添付の回路図なら、カソードを上に向ける）にダイオードを接続すれば良いだけです。
http://www2u.biglobe.ne.jp/~kazuchan/jikoyuu.html

質問とは関係無いですが、５Ｖのリレーに９Ｖを掛けるのは止めましょう。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
最後の箇所ですが、５Ｖリレーに９Ｖをかけると危ないのでしょうか？
電気回路にかなり詳しい友人や、電子部品店の店員さんにはこれでも大丈夫だと言われたのですが、どうなのでしょうか？

補足日時：2009/07/03 17:39