トランジスタ　の実験　スイッチ回路

トランジスタを使って電流を流したり、切ったりする実験を行います。

【トランジスタの基礎知識】

トランジスタのN型半導体には（電子）が過剰にあり、P型には（電子）が不足して（正孔）が有ります。

これを組み合わせた物がトランジスタです。

この状態で、コレクタ　―　エミッタ の間に電圧をかけても、電流は流れません。

しかし、この状態で、エミッタ　－　ベース　間に　べ―スを＋として電圧をかけます。

この時（電子）はマイナスですからエミッタからベースに（電子）は移動します。

この時、ベースが薄く作られていますので、（電子）はベースを通過してコレクタ側にまで移動してしまいます。

エミッタはマイナスですから、（電子）が供給され、コレクタのプラスに移動します。

ここで、（電子）はエミッタからコレクタに移動する事になります。

電流で説明すると、電流はプラスからマイナスへ流れるとされていますので、この状態を説明すると、コレクタからエミッタへ電流が流れたということになります。電流と（電子）の流れは反対に説明されます。（実際は同じ現象です）

電流で最初から説明すると、コレクタにプラス、エミッタにマイナスをつなぎ、ベースにプラス（コレクタより低電圧）をつなぐと、ベースからエミッタに電流が流れ、その結果コレクタからエミッタに電流が流れます。（電流で説明すると、意味不明ですが電子の移動で考えてください）

ここで重要な事は、ベースに少電流を流すと、コレクタ、エミッタ間に大きな電流が流れますので、スイッチ作用や、増幅作用ができます。

今回はNPNの２SC1815　を使った実験です。

　　　　　　　　　　　　　　　２SC1815　写真上の足、上から　E、C、Bの順です。

【規格表の見方】

絶対最大定格は、これ以上の電圧をかけたり、電流を流してはいけないということです。

コレクタ、エミッタ間には50Vが最大、コレクタ電流は150ｍAが最大です。

普通は最大値の半分ぐらいで設計します。

【トランジスタ　スイッチング回路】

トランジスタに電流が流れるとLEDが発光します。

Rcは100Ω、Rb　は　10KΩ　を設定しています。

これは、実験ですから、安全性を見越しています。単純にトランジスタやLEDを無視すると

電源を電池2本３Vとすると、コレクタ側に流れる電流は電圧／抵抗ですから、３／１００　＝０．０３A

　30ｍA流れます。

ベース電流は　３／１００００　＝０．０００３A　　0.3ｍA　です。

増幅率は　コレクタ電流　／　ベース電流で求められます。

（トランジスタやLEDの内部抵抗を無視して、簡易に安全のため設定しています）

トランジスタは電源側　コレクタ（Ｃ）、接地側　エミッタ（Ｅ）に電圧を接続されても電流は流れません。

そこに、ベース（Ｂ）から電流を流してやると、Ｃ　から　Ｅに電流が流れます。

微小な　ベース電流で、大きく　Ｃ－Ｅ　間に電流が流れますので、スイッチング回路になります。

ベース電流を調整すると、Ｃ－Ｅ間の電流が制御できます。これが増幅回路です。

今回は、スイッチング回路の実験です。

（１） まずＬＥＤの動作を確認します。

ＬＥＤ　（発光ダイオード）とは、ダイオードの一種に、電流を流すと光る物が有ります。

電流を流す方向が有ります。必ずアノードからカソードへ流します。

足の長い方がアノードです。必ず保護抵抗を入れてください。

　電源は電池2本　　3V　の場合　抵抗　は50Ω　　ACアダプター５V　の場合　抵抗　は150Ω　　

　　　　　

　　　　　　LED　が光りましたか。光れば準備OKです。

　　　　　　　（これをしないと、光らない場合はなにがなんだか分かりません。

　　　　　　　　　実験をする場合は、一つ一つ確かめながらすると、結果に早くたどり着けます。）　　　　　　　　

（２） トランジスタを使ったLED発光回路

　　　　　　　　　　　　Rcは100Ω、Rb　は　10KΩ

LEDが光れば実験は成功です。　

トランジスタのベースの配線を外すとLEDは光りません。

トランジスタはベースからエミッタへ少量の電流を流すと、コレクタからエミッタへ大きな電流が流れます。

小さな信号で働くスイッチとしてトランジスタが使われます。

トランジスタのベース配線を外すとLEDが光らず、ベース配線をつなぐとLEDが光ります。