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オープンコレクタ回路の電位について

電子回路初心者で文章苦手です。よろしくお願いします。

オープンコレクタのコレクタ抵抗に抵抗とLEDを付けた回路をつかっています。下の様に接続されています。

5V
 ↓
抵抗
 ↓
LED
 ↓
トランジスタのコレクタ
 ↓
トランジスタのエミッタ
 ↓
GND

トランジスタのベースがONのとき、抵抗とLEDの電位は4.8V、コレクターエミッタは0.2Vくらいになると分かります。
しかしベースがOFFのとき、抵抗とLEDがGNDに落ちないため、抵抗とLEDの電位はいくつになるか分かりません。

この回路でうまいこと、ベースがONのとき抵抗とLEDの電位が4.8Vで、ベースがOFFのとき抵抗とLEDの電位が0Vと読み取れるようにするにはどうしたらよいでしょうか。

よろしくお願いします。

投稿日時 - 2008-01-30 00:03:54

QNo.3726490

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質問者が選んだベストアンサー

>ベースがONのとき抵抗とLEDの電位が4.8Vで、ベースがOFFのとき抵抗とLEDの電位が0Vと読み取れるようにするにはどうしたらよいでしょうか

デジタルテスター(電圧計)をお持ちなら、以下のa-c間の電圧を測定してみれば、抵抗1とLEDにかかっている電圧が分かります。アナログ(針式)テスターは誤差が大きいのでダメです。トランジスタがOFFのとき、a-c 間の電圧は ほぼ0V(0.01mVくらい出ているかも)、トランジスタがONのとき、4.8~4.9V くらいになっているはずです。

            5V
            │
            ├─ a
           抵抗1
            ├─ b
            LED
            ├─ c
            │
            C(コレクタ)
  V ─ 抵抗2 - B
            E(エミッタ)
  GND ────┴─ d

a-b 間の電圧を測定すると、コレクタに流れる電流を測定することができます。抵抗1の抵抗値を R [Ω:オーム] 、a-b間の電圧を E [V:ボルト] としたとき
   コレクタ電流 = LEDに流れる電流 = E/R [A:アンペア]
となります。抵抗1の抵抗値が R = 100 [Ω]の場合、トランジスタがOFFのとき E = 0.001 [mV] = 1×10^(-6) [V] ならば
   コレクタ電流 = LEDに流れる電流 = 1×10^(-6)/100 [A] = 1×10^(-8) [A] = 10 [nA]
となります。トランジスタがONのとき E = 2 [V] ならば
   コレクタ電流 = LEDに流れる電流 = 2/100 [A] = 0.02 [A] = 20 [mA]
となります。

>ベースがOFFのときの抵抗とLEDの電位はいくつになるか分かりません

トランジスタが OFFのとき、5V→抵抗1→LED→コレクタ という経路にはほとんど電流は流れませんが、厳密にいうと、トランジスタのコレクタからベースの方向に 「コレクタ遮断電流」 という非常に小さい電流が流れます。この電流は 1nA とか 10nA という非常に小さい電流なので、a-b間や b-c間の電圧は非常に小さくなります。a-b間や b-c間の電圧がほぼゼロなら、コレクタ電圧は ほぼ5Vになります。 a-c間の電圧 + c-d間の電圧 = 5V という関係がいつも成り立ちますので、一方の電圧が分かれば他方の電圧が分かります。

投稿日時 - 2008-01-30 06:41:57

ANo.2

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回答(2)

ANo.1

こんにちは。
説明文を募集って事ですか?

こんなのでいかがでしょう。
トランジスタが遮断状態の時、コレクタ電流は全く流れないので抵抗は無限大と考えられます。
従って、電源電圧は抵抗、LED、トランジスタのC-E間の三者の抵抗の比率により分割されますが、トランジスタが無限大なので、事実上、全ての電圧がトランジスタにかかります。

#実際にはトランジスタの漏れ電流がありますが、十分小さく、LED利用の範囲では無視できます。

投稿日時 - 2008-01-30 00:29:52

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