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PNPトランジスタを用いてのLED点灯について
2023/10/20 21:16
- マイコンからのHigh信号2.5Vが入力されても点灯している原因は?
- Low信号でもLEDが点灯するのは何故か?
- トランジスタの3.3Vへの接続が問題の可能性
回答 (8件中 1~5件目)
#2です。
元の回路を尊重する意味で、現状の「3.3Vでトランジスタをつっている」部分の間に「シリコンダイオード」を順方向に1つ追加することで電圧の問題は解決すると思います。(抵抗でもOKですが)
ダイオードの追加でエミッターにかかる電圧は
3.3V ー 0.6V = 2.7V (0.6V は 0.7Vの場合もあるので 2.6V~2.7V程度)
になるはずです。
場合によっては 0Ω も若干増やす必要があるかと思います。(多分そのままでもOKかもしれないですが)
●3.3Vが 5Vになった場合は 0Ω の変更と 0Ω(変更後)のトランジスタ側にプルアップ抵抗の追加で動作すると思います。
(基本はエミッター ベース間の電圧確保と思います。)
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回答(6)再出
>結果22kΩ入れたら改善されましたが、何故改善されたかが理解できてません。
ベース・エミッタ間抵抗と、ベース直列抵抗の値による分圧回路で、トランジスタのベース・エミッタ間電圧に加わるを十分に小さな値(ex. 0.3V)にすることができたからです。
マイコンの電源と、LED駆動電源がもともと別系統であって、LED駆動電源の電圧を単独に調整できるのならば、LED駆動電源の電圧を2.5Vに調整することはいいと思います。
マイコンの電源と、LED駆動電源がもともと同一系統ならば、LEDを消灯させるためだけに2分割するような複雑化はお勧めできません。
マイコンの電源電圧が何Vなのか、マイコンの出力ポートのhigh状態の出力電圧と電源電圧の関係をきちんと把握なさることが必要と感じます。
前の回答者さんのご指摘と重複しますが・・・・・
シリコントランジスタのベース・エミッタ間電圧は、0.7Vと記憶しておけばよいと言われていますが、現実には0.4V程度で導通を始まめす。動作温度が高い状態でも確実のオフ状態にしたければ、ベース・エミッタ間電圧を0.3V以下に保てるようにベース・エミッタ間抵抗と、ベース直列抵抗の値を選択する必要があります。
0Ωの抵抗器を、例えば22kΩのような抵抗値にすることは、値の当否は別として、方法論としては真っ当です。
3.3Vでトランジスタをつっている事を所望の動作が得られない原因と疑っているようですが、マイコンの電源も同じ3.3Vを使っているならば、回路構成が悪いことはありません。
補足
2021/10/16 20:25
ご回答ありがとうございます。
マイコンからHの場合は2.5Vがほぼ固定です。
無知なすみませんが、結果22kΩ入れたら改善されましたが、何故改善されたかが理解できてません。
3.3をマイコンと同じ2.5Vに合わす方がキレイなのか何が改善策とよいか検討しています。
>Vbcはそもそも、3.3?2.5=0.8Vで求めらるということでしょうか?
無知ですみません。
3.3Vー2.5VですH2.5Vと書かれているのでそれ以上上がらない様に回路がなっていると判断されます。
>0Ωのところに暫定で22kΩ実装したら改善されました。ただ理由が良くわかっ ていません。
まず、トランジスタは電流増幅装置です、つまりベースに流れる微細電流で大きなコレクター電流を操作できその増幅率はHFEで示されます。
かりにベース抵抗が22KΩでHFE=100だとして3.3V/22KΩ=0.15mAでトコレクター電流15mAとLEDは10mAあれば点灯できるので、十分な値となります(LEDに直列で入っている抵抗は電流制限抵抗で最大流せる電流を制限しています(3.3V-1.2V(LEDの順方向電圧)=2.1V/100Ω(電流制限抵抗)=21mA(LEDの最大電流以下であれば良い)))、0.8V/22KΩ=0.036mAだとコレクター電流は3.6mAとLEDの発光が非常に弱いという状態です。
最もHFEは温度で変化するので明るさが変わる可能性があります、つまりLEDが現在点灯していても、周囲が高温になればHFEが低下するので薄暗くなる可能性がある(21mA設定のところ15mAしか流していない=トランジスタが完全なON状態でない可能性がある(トランジスタのHFEは個別に違うのでデーターシートを見ないと解らないし同じトランジスタでもHFEランクで分類されている(正確には製造ばらつきがあるので、ランク分け(末尾の記号YとかGRとか)して販売している))
補足
2021/10/16 08:47
ご回答ありがとうございます。
仮にエミッタ電圧を3.3Vから2.5Vに変更すれば、Hで消灯、Lで点灯になるのでしょうか。
補足
2021/10/16 21:39
ご回答ありがとうございます。アドバイス助かっております。感謝いたします。
気になっているポイントが二つございます。
一つ目がVbeは基本0.6や0.7Vかと思いますが、何故3.3V−2.5V=0.7VがなぜVbeに関係するかです。他の回答者様からも回答頂いてますが、ベース電圧の2.5VのHigh信号とエミッタ電圧の3.3VはVbeに影響、関係するのでしょうか。
仮に3.3が5Vであれば、また状態が変わるのでしょうか。
二つ目が制限抵抗22kΩいれてますが、電源投入時、瞬間的にLEDが一瞬光ります。できれば光るのを無くしたいです。