【電気】理論・回路の質問【電子】 Part20
電気･電子の理論的な学習している人のための質問と回答スレッド
【電気】
・静電気･静磁気､電界･磁界､磁気回路､静電･電磁誘導
・直流回路､交流回路(正弦波･歪波､三相､多相)､回路網､共振､フィルタ､
・各種ブリッジ､四端子定数､過渡現象､分布定数回路､進行波､等
・電磁気学とベクトル解析
【電子】
・電子物性、電子デバイス、半導体工学
・電子管（真空管･撮像管･光電管等）
・半導体素子･回路(ダイオード･トランジスタ･FET･オペアンプ･等)
・アナログ回路(低･高周波等)、デジタル回路、電源回路等
【共通･他】
・電気･電子に関する数学･物理･化学
・電気･電子計測､各種定理､電気電子材料･素子､制御理論など。
等々に関すること。
＊質問レベルの目安は幅広く､高校･工高〜高専〜大学以上くらい。
＊各種電気･電子関連資格取得を目指している方もどうぞ。
＊質問は「お絵かき」の活用、画像のUpLoadが推奨されます。(URLは初心者スレ参照)
●過去スレ (直近6スレのみ)
Part19 2020/06/17 〜 2022/07/07
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/denki/1592358268/
Part18 2019/01/12 〜 2020/06/04 http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/denki/1547261291/
Part17 2018/04/11 〜 2019/01/10 https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/denki/1523418949/
Part16 2017/07/15 〜 2018/04/08 https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/denki/1500113179/
Part15 2016/04/23 〜 2017/07/15 http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/denki/1461380431/
Part14 2015/07/18 〜 2016/04/23 http://wc2014.2ch.net/test/read.cgi/denki/1437146128/ >>594
Pchでゲートアース間電圧とはどんな意味があるのでしょうか？
ツェナーダイオードを使うと発熱が問題になります。発熱しないように抵抗を大きくするとスイッチング特性が悪くなります。基本的なことなので細かい説明は省きました。よろしくお願いいたします。 >>599
どんな回路なのか書いていないので、さっぱりわからんというのが疑問を呈する人の認識だろう。
PchFETのソースを電源側、ドレインを負荷側につないで、負荷側の電源をON/OFF
したいのだろうと察してみたが、これを回答者に察しろと要求するのはおかしいです。
>基本的なことなので細かい説明は省きました。
質問者が説明を省いたぶんだけ回答者が翻弄される。とにかく書いて。
>ツェナーダイオードを使うと発熱が問題になります。
ほらほら、朝にONして夕方にOFFするような用途なら、ゲートドライブ回路に電流を流す
必要もないから発熱が問題になることはないのに、あなたが速さを要求するというので
あれば話は違ってくるかもしれない。
どれぐらいの発熱だったら問題だと認識しますか?
どれぐらいのスピードを要求しますか?
スイッチしたいPch FETは具体的には何ですか?
とにかくあなたが知っている情報は書くように努めて。
ハイサイドのPchFETをDCから高速駆動できるゲートドライバはどれぐらいあったかな。 >>599
どんな回路なのか書いていないので、さっぱりわからんというのが疑問を呈する人の認識だろう。
PchFETのソースを電源側、ドレインを負荷側につないで、負荷側の電源をON/OFF
したいのだろうと察してみたが、これを回答者に察しろと要求するのはおかしいです。
>基本的なことなので細かい説明は省きました。
質問者が説明を省いたぶんだけ回答者が翻弄される。とにかく書いて。
>ツェナーダイオードを使うと発熱が問題になります。
ほらほら、朝にONして夕方にOFFするような用途なら、ゲートドライブ回路に電流を流す
必要もないから発熱が問題になることはないのに、あなたが速さを要求するというので
あれば話は違ってくるかもしれない。
どれぐらいの発熱だったら問題だと認識しますか?
どれぐらいのスピードを要求しますか?
スイッチしたいPch FETは具体的には何ですか?
とにかくあなたが知っている情報は書くように努めて。 >>601
わざわざPchで負荷を使わない使い方とは、どのようなものがあるのでしょうか？無知ですみませんが教えて下さい。
再びお伺いしますがPchおけるゲートアース間電圧って何の意味があるんでしょうか？
Pchのゲート電圧を一定にしたいという希望に対して、なぜ発熱やら細かく説明しなくてはいけないのでしょうか？ゲートドライバを使うやり方以外は、マルツのWebサイトやトラ技スペシャルの入門書に書いてあるようなツェナーを使う方法しかない感じでしょうか？条件の後出しですみませんが、マイコンを使ってソース電圧を監視して、マイコンで可変圧レギュレーターを制御してゲート電圧を一定にするやり方は実装面積が大きくなるので除外したいです。 >>601
わざわざPchで負荷を使わない使い方とは、どのようなものがあるのでしょうか？無知ですみませんが教えて下さい。
再びお伺いしますがPchおけるゲートアース間電圧って何の意味があるんでしょうか？
Pchのゲート電圧を一定にしたいという希望に対して、なぜ発熱やら細かく説明しなくてはいけないのでしょうか？ゲートドライバを使うやり方以外は、マルツのWebサイトやトラ技スペシャルの入門書に書いてあるようなツェナーを使う方法しかない感じでしょうか？条件の後出しですみませんが、マイコンを使ってソース電圧を監視して、マイコンで可変圧レギュレーターを制御してゲート電圧を一定にするやり方は実装面積が大きくなるので除外したいです。 >>601
わざわざPchで負荷を使わない使い方とは、どのようなものがあるのでしょうか？無知ですみませんが教えて下さい。
再びお伺いしますがPchおけるゲートアース間電圧って何の意味があるんでしょうか？
Pchのゲート電圧を一定にしたいという希望に対して、なぜ発熱やら具体的に使うFETやら細かく説明しなくてはいけないのでしょうか？
ゲートドライバを使うやり方以外は、マルツのWebサイトやトラ技スペシャルの入門書に書いてあるようなツェナーを使う方法しかない感じでしょうか？条件の後出しですみませんが、マイコンを使ってソース電圧を監視して、マイコンで可変圧レギュレーターを制御してゲート電圧を一定にするやり方は実装面積が大きくなるので除外したいです。 5ch 重いなあ。だいぶたってから反映された。
>わざわざPchで負荷を使わない使い方とは、どのようなものがあるのでしょうか？無知ですみませんが教えて下さい。
>>601で負荷を使わないとは書いてないよ。電源のON/OFFの用途って書いてる。
↓元の質問はこれ
>PchFETのゲート電圧を一定にしたいのですが、オススメの方法ありますか？
>例えばソース電圧が20Vでもゲート電圧は−12V、ソース電圧が30Vでもゲート電圧は-12Vというように一定にしたいのです。
なにかの動作電源のON/OFFではなくて、これだと軽負荷の信号線かもしれない。
>再びお伺いしますがPchおけるゲートアース間電圧って何の意味があるんでしょうか？
それはぼくに聞いても仕方がないので、書いた人に聞いてほしい。
深く察するなら、プラスアースの回路を想定してたりして。
>なぜ発熱やら具体的に使うFETやら細かく説明しなくてはいけないのでしょうか？
あほなことを言うのではない。
>>599で↓のように書いているではないか。「発熱が問題になります」と。
>ツェナーダイオードを使うと発熱が問題になります。発熱しないように抵抗を大きくするとスイッチング特性が悪くなります。
ツエナーでやっても電流が小さく、それがアプリケーション上で問題にならないものなら問題はない。
でも、あなたの用途では、スピードとのトレードオフで問題になると言ってるわけだよね。
だったら、どんなスピードでどんな損失だったら、あなたが問題だと考えるのかを書かないと。
誰かが一所懸命に考えたって、
それでは熱が、それではスピードが、それでは部品代が、それでは部品点数が、と、あなたが言い出したら
パアになるではないか。 まぁ「自己中後出しジャンケン荒し」とでも言うのかな？ まぁ「自己中後出しジャンケン荒し」とでも言うのかな？ まぁ「自己中後出しジャンケン荒し」とでも言うのかな？ >>605
横からごめんよ。
信号か電源用途かはSD間の電流量の違いだし、信号用途でも電流制限用に抵抗を入れる必要があるしそれは負荷だから、PchFETのゲート駆動に違いはないでしょ。
それに質問者はソース電圧電圧が変動してもゲート電圧を一定にする方法を聞いてるんだから、ツェナー使う方法しかないよって答えるのが正解だろ。 >>609
>PchFETのゲート駆動に違いはないでしょ。
電流が違えば適切なFETの選択も変わるし、ゲート容量が変われば高速にスイッチするのに必要なドライブ能力も変わってくる。
出力の電圧が違っても必要なドライブは変わるが、この場合は12とか24Vとかなので。
だから「スイッチしたいPch FETは具体的には何ですか?」って聞いてるよ。
>それに質問者はソース電圧電圧が変動してもゲート電圧を一定にする方法を聞いてるんだから、ツェナー使う方法しかないよって答えるのが正解だろ。
「ツェナーを使う」といっても
・直接ゲートに接続する形でツェナーを使う
・バッファの手前で使う
・ゲートドライブ回路の電源回路にツェナーを使う
VGSを超えないようにする、という主旨なら、高い精度はいらない。
その場合、ローサイドのC-MOS信号のような「だいたい決まった電圧の信号源」のON/OFFから
ハイサイドの「電源電圧とは関係なくだいたい電圧が決まっている信号」を作るのにツェナーは要らない。
なので、ツェナー使う方法しかないよって答えるのは不正解だと思います。 >>592
ゲート・ソース間電圧を、ソース電圧にかかわらず-12Vで固定したい、
ということから、連想したのは定電流回路でした
しかし Vgs = -12V というのはまともな用途とは思えないし
Vgsの最大絶対定格(±12V、最近は±20V)にも近くなるので
なにか勘違いしてないか心配になったので、事情を聞いてみようと思いました >>611訂正
±12Vはメモリーにゴミがたまっていたらしい
正しくは、Vgsの最大絶対定格(通常±20V)にも近くなるので ところで、
>>589と 592, 609さんは、IDかぶりですよね？ ID:WwoIUFz8 と ID:kSdU5Qn3 に共通してるのは、「FETはゲート電圧だけで制御できる」って思ってそうなところかな。
荒らすために、そう思ってるふりをしてる、ということもありえるけどそこまでの悪意は想像したくないな。
仕事の課題とかで、具体的なFETの型式は出せなかったのかな、って同情もするが。
>>612
>正しくは、Vgsの最大絶対定格(通常±20V)にも近くなるので
すげえ電流を流すアプリだと、しっかりゲート電圧をかけて損失をわずかでも落としたい場合もあるだろうし、
そういう用途なのかもしれない。でも、質問者が情報を開示しないことには、どうもならん。 まあ好きなようにやってもらえば良いよ、こっちは何が何だかわからないからね
答えようが無いというか、考えようが無いというか、エスパーもできないよ ついでに書くと、pchでゲート電圧って言えばVgsに決まってんだろうと、そういう知識があるなら自分で解決できるでしょ
こっちは、ゲート電圧って聞いちゃうと、どっちなんだよおい、って種族だからね >>617
そうだね。
誤解があるかも知れないから、Vgsと書こうとか、
GND基準のゲート端子電圧と書こうとか、気にしてしまうよ 自動車のウインカーをLED化する時に問題となるハイフラ防止抵抗の発熱ですが、タイマーリレーを併用することで解消できるとの事。
どういう理屈なのですか？ よくわからんが自走者のウインカーシステムは
電流量でｏｎoff時間繰り返してる回路だから問題になるんだろ？
それｗｐたたのツインタイマーかましてやれば負荷に関係なく一定時間でフリッカするようになるだけでは ACアダプタを改造して電圧を上げるのは素人には難しいですか？ADP-90YBというACアダプタ（19V、4.74A）を24Vにして使いたいです。はんだごてやヒートガンで部品を付け替えることはできますが、回路はほとんど分かりません。 >>622
>
無理
下げることはできる事もあるがあげるのはまず無理
せいぜいアダプターの元々の調整範囲（10%未満）くらいしかできない
そもそもアダプターを開けることができないんじゃないかな >>623レスありがとうございます。
趣味の一環なので、昇圧コンバータの使用は最終手段として考えています。調べると出力電圧設定用の電圧分割抵抗を打ち替えたり可変抵抗にしたりしているのを目にしますが、自分が打ち替えるべき抵抗を見つけられるか分かりません。打ち替え後の抵抗の大きさは可変抵抗で試しにやってみて、望みの電圧が出たときに抵抗値を測定すればいいかなぁと考えています。 >>624
>出力電圧設定用の電圧分割抵抗を打ち替えたり可変抵抗にしたりしているの
それの設定が高い方には10%くらいしか上げられないように設計するのが普通 トランジスタを含む回路になるとよく分からなくなります。
R, C, Lの回路はキルヒホッフの法則と簡単な2階の微分方程式が解ければいいだけですよね。
あと、応用的な話になると全く分かりません。
どう勉強していけばいいでしょうか？
オーディオ用のアンプを設計したいです。 >>622-623
交換するべき抵抗がどれなのかを見つけることとか、実際の交換とか、わかってないと難しいとは思う。
それはそれとして、10%はかなり余裕を見ているか、低く見積もってると思う。 >>626
定本トランジスタ回路の設計
定本続トランジスタ回路の設計 >>626
現実のトランジスタに触って、なにか作って見るのがよいと思う
お手軽なものとしては、電池を電源に使うヘッドホンアンプがある
たとえば、1石ヘッドホンアンプで検索すれば
Guitarder さんの No.7「1石トランジスタ回路の設計」
などがヒットする
2石、3石と進めばよかろう >>626
1石の回路から11石まで順を追って発展させた本もある
実験で学ぶトランジスタ・アンプの設計―1~11石の増幅回路を組み立てながら・・・ 黒田 徹 (著)
CQ出版のサイトでオンデマンド版が買える 剣菱Pのトランジスタ解説
nicovideo
jp
/watch/sm12736646 エミッタ接地増幅回路で、入力とエミッタ端子の間にカップリングコンデンサをつなげると
なぜ入力電圧とエミッタ電圧はその差が定数になるのでしょうか？
定性的な説明をよく見るのですが、数式を使った定量的な解説を知りたいです。 訂正します：
エミッタ接地増幅回路で、入力とエミッタ端子の間にカップリングコンデンサをつなげると
なぜ入力電圧とベース電位はその差が定数になるのでしょうか？
定性的な説明をよく見るのですが、数式を使った定量的な解説を知りたいです。 さらに訂正します：
エミッタ接地増幅回路で、入力とベース端子の間にカップリングコンデンサをつなげると
なぜ入力電圧とベース電位はその差が定数になるのでしょうか？
定性的な説明をよく見るのですが、数式を使った定量的な解説を知りたいです。 アキュフェーズの社長のトランジスタの本に「入力のところにあるコンデンサC_1はベース・バイアス電圧（直流）をカットして、入力端子に加えられた交流成分だけを通過させるコンデンサです。」
と書いています。
カットするというのはどういうことですか？
カットされずにちゃんとベース・バイアス電圧が入力電圧に加えられたものがベース電位になっています。 >エミッタ接地増幅回路で、入力とベース端子の間にカップリングコンデンサをつなげると
>なぜ入力電圧とベース電位はその差が定数になるのでしょうか？
xVのバイアス電圧に1Vの振幅の信号が載っている入力信号がある。
ベースが2Vにバイアスされたエミッタ増幅回路がある。
[入力信号]と[バイアス回路を含むベース]の間にカップリングコンデンサを挟む。
このとき、入力電圧とベース電位はその差は定数定数ではなくて、x-2Vになります。
図で書いて質問しないと、たぶんあなたの疑問は伝わらないです。 >>636
鈴木雅臣さんの「定本〜」は持っている人が多いから
どの「定本〜」の何ページ何行目を書けばレスがつくかも
または図を、5chのお絵かきか、imgurにアップ
現実問題として、この通りにしたらトランジスタは動作することも、しないこともある
引用をミスしているか、バイアスの与え方を理解していない
なので、省略しない全体図が必要
>>「入力のところにあるコンデンサC_1はベース・バイアス電圧（直流）をカットして、入力端子に加えられた交流成分だけを通過させるコンデンサです。」 オシロスコープの図を見ると、その定数は2.62Vになっています。
15 ✕ (22 / 122) がそれに近い値です。 >>640
分かりやすいところから
>>カットするというのはどういうことですか？
入力端子にバイアスがあらわれないようにカットする。
カットしないとどうなるかというと、
入力のほうにバイアスによる電流が流れて予定のバイアスと違ってくる。
また、入力につながっている回路によっては壊れる。 >>640
バイアスについて
>>v_iとv_bの差が定数（バイアス？）になっています。
v_iが何なのか図に無い
バイアス電圧といえば、この場合はベース−GND間なので
15＋(22 / 122) ＝2.7V
ベース電流を無視して誤差の範囲で 2.62Vに一致する
バイアス電流＝ベース電流(Ib)は
Vb = Vbe + Ic×Reが成り立つから
変形して Vb = Vbe + (Ib×hFE)×Re
変形して Ib = (Vb -Vbe) / (hFE×Re)
Vbeは便宜的に、0.6Vだったり、0.65Vだったり、0.7Vだったりする
正確な計算方法は次に Vbeは次式から求める
（と言っても実際に求めたことは無いのでVbeで解くのは省略）
Ic=Is・exp(Vbe/(κT/q)
=Is・exp(Vbe/VT)
Ic:コレクタ電流
Is:飽和電流 (各トランジスタ固有の値)
κ:ボルツマン定数
T:絶対温度
q:単位電荷
VT:熱電圧 (300K(室温)で26mV) >>639
v_iとv_bは図にはvi,vbと書かれているもののことかな?
定数になっている、と言う説明がちゃんと示されていないです。
あなたの解釈の問題かもしれないので、。(あるいは「定数」の認識があなたとほかの人で違うとか)
viとvbの電圧が決まっているなら一定の値になりますが、たまたまその状態で一定になっていることを定数とは言わないような気がします。
また、viとvbの電位差のことを「バイアス」とは通常は呼びません。
バイアスの言葉自体は「偏り」です。ベース電圧(ここではvb)に適切な偏りを設けて(ベースバイアス)、トランジスタが動作するようにします。 >>642
ミスっていたので訂正
バイアス電流＝ベース電流(Ib)は
Vb = Vbe + Ic×Reが成り立つから ←ここ間違い
Vb = Vbe + Ie×Reが成り立つ ← Ieに訂正
また観測と裏づけ理論により、Ie = Ic + Ib である
よって
Vb = Vbe + (Ic + Ib)×Re = Vbe + (Ib×hFE + Ib)×Re
変形して Vb = Vbe + (hFE+1)×Ib×Re
変形して Ib = (Vb - Vbe) / ((hFE+1)×Re) >>636
日本語が悪いね、もう少しわかりやすく書くと
「入力に直列に入っているコンデンサC1は入力の直流分をカットして入力端子に加えられた交流成分だけをベースに伝えるコンデンサです。」
と信号の流れに沿って書けばよいものをベース側の視点から書いちゃっているから変になる、カットするって何とかなるんだね
ちなみに、ベースバイアス回路でベースに加えられている電圧が入力の交流でプラスマイナスに変化して、、、どうのこうのとなりますね 以前19Vのアダプタを改造して24Vで使えないかと相談した者です。仕事が忙しく実行まで時間がかかりましたが、結果は成功しました。フィードバックを制御するシャントレギュレータからたどり該当の抵抗を見つけ、計算で求めた抵抗を当てた（並列にした）ら24Vが出ました。楽しかったです。
耐圧25Vのコンデンサが付いているので余裕のあるものに換え、中華T12はんだごての電源として常用します。試しに使ってみたら、19Vより圧倒的に温度上昇が速かったです。200円のノートPC用アダプタを有効活用できそうです。これなら可変抵抗を使えば、電圧可変のアダプタが安く手に入りますね。
日記のようになってしまいすみません。質問した手前、結果を報告させていただきました。 
