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* category: 電子回路の備忘録

トランジスタ二石による定電流回路 

090922 トランジスタ2石による定電流回路

差動増幅回路にぶら下がる定電流回路はいろいろな方式がある.今回はトランジスタ2石による定電流回路(=電流制限回路)の動作概要と回路定数の求め方をまとめてみる.

定電流回路といえば,CRDがお気楽だが,ある程度の電圧をかけないと正常に動作しない.また,電流特性の個体差があり事前に選別が必要という欠点がある.

トランジスタを用いた定電流回路は低い電圧から動作することが特徴.応用としては乾電池式のディスクリート式ヘッドホンアンプなどにいいかもしれない.

・R1はBIAS抵抗.回路の電圧から1mA程度を流すことで算出すればよい.R1=電源電圧/1mA
・Q1のベースに0.625Vを超える電圧がかかるとQ1はONになり,R2には負荷と同じ電流が流れる.
・この時,R2に流れる電流が設定された閾値を超えた場合,Q2がONになる.
・Q2がONになるとQ1のベース電圧は0Vになるので,Q1はOFFになる.つまり負荷に流したい閾値以上の電流は流れない.
・これが常に繰り返される=定電流動作となる.

具体的に各J-FETをドレイン電流2mA(合計4mA)で動作させたいときのR2の定数を計算してみる.
2SC1815のVbeは0.625Vなので

R2=0.625V/4mA=156Ω

となった.

ここまでは理論.最後は実験で検証.

・電源は006Pの乾電池
・Trは2SC1815-GR
・負荷はLED
・R1は9.97kΩ,R2は150Ω
・計算上は4.17mA(=0.625V/150Ω)のハズ

結果......実測は4.6mAであった.まぁ,こんなものか.

最後にまとめ.

・定電流特性はR2に依存する.
・定電流(=制限電流)はVbeと負荷に流したい電流値から求める.R2=0.625V/流したい電流
・文献によると負荷電流が大きくなるとQ1は発熱する.発熱するとVbeは変化するので,定電流特性は温度に依存することになる.

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