FETの使い方について

このQ&Aのポイント
  • FETを使った回路図を作成し、光センサを使い暗くなるとヘッドライトが点灯するものです。
  • 回路は、暗くなるとFETのSからDに電流が流れてヘッドライトが点灯します。電流は0.1Aで、車のヘッドライトはマイナスコントロールです。
  • さらに、2SJ438のドレイン電流について問題があるのか、またFETのSとGに抵抗を付ける意味と値を教えてください。
回答を見る
  • ベストアンサー

FETの使い方について

回路図のようなFETを使ったものを作りました。 光センサを使い暗くなるとヘッドライトが点灯するものです。 室内でDとアースの間にLEDを接続したテストでは動作しました。 この回路は、暗くなるとFETのSからDに電流が流れヘッドライトが点灯します。 I35の電圧は常時12Vが来ていて、アースするとライトが点灯します。この時の電流は0.1Aでした。 車のヘッドライトは、マイナスコントロールです。 2SJ438は、ドレイン電流 ID -5 A とありますが、長時間使用した時の問題はあるのでしょうか。 5Aにマイナス記号がついていますが意味があるのでしょうか。 また、FETのSとGに510kΩの抵抗を付けていますが、この意味と抵抗値はどのように決めたら良いのでしょうか。 上記以外にも問題がありましたらご教授よろしくお願いします。

  • 科学
  • 回答数2
  • ありがとう数3

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • xpopo
  • ベストアンサー率77% (295/379)
回答No.2

>I35の電圧は常時12Vが来ていて、アースするとライトが点灯します。この時の電流は0.1Aでした。  この事から、I35の信号源としての抵抗値Rgは  Rg = 12V/0.1A = 120Ω あるということが分かります。 >2SJ438は、ドレイン電流 ID -5 A とありますが、長時間使用した時の問題はあるのでしょうか。 >5Aにマイナス記号がついていますが意味があるのでしょうか。  この場合、ドレインにI35から電流が供給されるわけですから、ドレイン電流は最大でも 0.1Aしか流せませんので、5Aに比べて1/50の電流となりますので十分余裕があるので問題ありません。  2SJ438はPチャンネルFETですからドレイン電流の流れる方向はソースからドレインに向けて 流れますのでドレインから見ると反対の方向になりますのでマイナスの符号が付いています。 >また、FETのSとGに510kΩの抵抗を付けていますが、この意味と抵抗値はどのように決めたら良いのでし>ょうか。  a) 510kΩ(Rsg)の抵抗はトランジスタ2SC945がOFF時にFETのゲートとソース間をショートして   FETを確実にOFFする働きをします。  b) また、2SC945がONした時に、この抵抗(Rsg)に電流を流し、FETのゲートにソースより低い電圧を   発生させてFETをONさせます。  c) Rsgはトランジスタ2SC945の負荷抵抗としてゲイン(Vc/Vbe)の決定に寄与しています。    抵抗、Rsgの抵抗値の決め方>> 1)トランジスタ2SC945がONになった時のコレクタ電流Ic(on)を選び、その時のVBE(on)を決める。  例えば、2SC945のVBE-IC特性から、IC=100uA流すとした場合にVBE(on)=0.56Vになることが  わかります。これはVBEが0.56Vになったら、コレクタにはちょうど100uA流れる  という事になります。   入力のCDSの抵抗が明から暗に変わる抵抗値でトランジスタをONさせたい場合にその  抵抗値をRcdsxとしてトランジスタのベースと電源VB(12V)間の抵抗値Rhが、  Rh = Rcdsx*(VB-VBE(on))/VBE(on)  で求められます。例えば、VB=12V、Rcdsx=50kΩ、VBE(on)=0.56V の場合、Rhは  Rh = 50kΩ*(12V - 0.56V)/0.56V = 1.021MΩ  と計算できます。 2)トランジスタがONしてIC(on)が100uAの時にFETをちょうどONさせるように  Rsgを決定します。   FETがONするゲート-ソース間電圧VGS(ON)はデータシートのゲート閾値電圧Vthより  0.8V~2.0Vであることが分かります。  Vthに幅がありますが、とりあえずVth=VGS(ON)=1.5Vとすると、IC(ON)が100uA流れた時に  抵抗Rsgの電圧降下がVth=1.5Vに等しくなれば良い事になりますので、Rsgは  Rsg = Vth/IC(ON) = 1.5V/100uA = 15kΩ  と計算できます。 結果的に、510kΩは非常に大きすぎる値です。15kΩに変更したほうが良さそうです。 それから、トランジスタのベースと12V電源の間の抵抗値も小さすぎます。1MΩ 以上になるように変更が必要でしょう。   

noatone
質問者

お礼

xpopo様 前回に続きアドバイスを頂き有難うございました。 この回路は以前作った物で、FETで接点式リレーを駆動する物があったので、それならFETを接点式リレーの代わりに使用すれば、接点式リレーが不要になるのではと考え製作してみました。 前回にコンパレータを使用した光センサ回路を教えて頂きましたので、その回路にFET 2SJ438を組み合わせて小さな物を製作しようと思っています。 また詳細に説明して頂いたことに関しては、これからしっかりと勉強しようと思っています。 いろいろとお教え頂きたいへん助かりました。有難うございました。

その他の回答 (1)

  • fjnobu
  • ベストアンサー率21% (491/2332)
回答No.1

この回路図では、動作しないでしょう。  まず、Dとアースの間にLEDを接続して動作したのは、意味が判りません。  Dはアースに繋がっているので、そこを切り離してLEDが点灯したというのなら、LEDの電圧のバイアスが掛っています。 次に、12V0.1Aはヘッドライトにしても、スモールランプにしても少ないですね。 コレクターに繋がってる510KΩはソースに接続したのでは動作しません。これは12Vに接続しなければなりません。 この抵抗は、ゲート電圧を0Vにするか12Vにするかのスィッチングをしています。 12Vの時にFETはONになり、0Vの時はOFFになります。

noatone
質問者

お礼

ご回答有難うございます。 説明が不足していましたが、Dとアースの間にLEDを接続して動作したのは、暗くなるとトランジスタが作動してS・G・トランジスタ・アースと12Vが流れます。 この時、Sには常時電源12Vが流れていますので、SからDに12Vが通ります。その後→ +LED- → アースとなり、LEDが点灯したようです。 12V0.1Aですが、車の回路図では確認していませんが、ネット上の情報では I35の常時12Vをヘッドライトスイッチによりアースさせると、リレーが作動しヘッドライトの回路が繋がり点灯するとのことでした。そこでテスターで電流を測りました。この時ヘッドライトは点灯し電流は0.1Aでした。ちなみにスモールは0.08Aでした。 ゲート・ソースに繋げる抵抗の意味は理解しました。 有難うございました。

関連するQ&A

  • FETのカスコード回路

    現在2SK30Aを用いたカスコード回路を作製してます。 見にくいですが図載せておきます。 左上が510KΩ、その下が124.3kΩでコンデンサは10μFを使用していて、右上の一つだけ0.1μFを使用してます。 ここで問題なのが、上にあるFETなんですが、下でソース接地をしていて、上でゲート接地をしています。 そこでゲート接地のR1とR2の抵抗をいくらに設定したら良いのか分かりません。 すごい困っていて、抵抗の求め方分かる方是非教えてほしいです。 ホントに困っているのでよろしくお願いします。 追加です、ドレイン電流は0.32[mA]でした。また、Vgs=1.0[V]でソース接地を測定しました。

  • FET回路についてなんですが。

    FETのゲート-ソース間電圧によりドレイン側に接続してあるLEDの輝度を調節したいのですが、FETの周りの抵抗ってどれくらいにしたらいいんでしょうか? FETはMOSで、Nch、エンハンスモード、G-S間電圧5V、ドレイン電流は50mAぐらいを目指しています。

  • FETについて

    FETについて FETの等価回路で、 id=gmvgs+vds/rd とあるんですが、 gmvgsrd=μvgsの意味がわかりません。 電流源を電圧源にかえるみたいですが。 どのように計算したらこのような結果がでてくるんでしょうか? また、電流源と抵抗が分流の法則で並列になっていたのになんで電圧源と抵抗が直列になるんでしょうか? 多分、分圧の法則でそうなっているんでしょうが、電圧源と抵抗が並列ではダメなんでしょうか? 考え方を教えてください。

  • FETの選び方について

    趣味の電子工作で12VDCモータをFETでドライブさせようと思っています。 今までは、ダーリントントランジスターを使っていましたが、いろいろ調べてみるとFETの方が良さそうだと思いました。実験してみましたが、何と言っても「発熱」が、大きな違いです。また、電流容量(ドレイン電流)もFETの方が大きいようです。 そこでお聞きしたいのですが、MAX4A流したいのですが、ドレイン電流は最低でもどのくらいの仕様のFETがいいのでしょうか? トランジスターの場合は以前、本で詠んだのですが、流す電流の45倍の仕様のものを使うのが良いとの事でしたが、FETも同じなのでしょうか?FETの方が少なくていいという事はないのでしょうか?(たとえば2倍でいいとか・・・)

  • FETを用いたモーター制御について

    パワーMOS-FETの ルネサス製 2SK3142       H7N0308LD(できるだけこちらで) のどちらかを用いて12Vのモータを0~5Vで制御して駆動させようと考えてます。                     12V                     |                     (D)        マイコン--(100Ω)--(G)FET        0-5V出力      |   (S)                     (20KΩ)-|                      | GND  マイコンを直に100Ωにつないで0~5V出力させて電流量を制御したいのですが、この回路で動作するでしょうか?定格50~60Aを予定しています。 また0~5Vで50~80Aの電流を制御できる回路を設計できる方はお教えください、よろしくお願いします。 このHPを参考にしてます。 http://www.geocities.co.jp/Technopolis/2905/Circuit_library.htm

  • n-CH MOS FETのみ

    こんにちは、以下について質問させてください モータを正転、逆転をするのにHブリッジをn-ch MOS FETのみで組みたいのですが、中々うまくいきません。 回路については次のようなものを組んでみました。 (図が汚くてすみません。すみませんがフォントを見やすい物に直して見てください。) 電源電圧=12V、入力電圧=5V、Tr1=C1815-GR, Tr2=A1015, FET1=K2586 抵抗値はE系列のものではなく計算したものの値を小数点以下を切り捨てた大体のものです(計算結果は不安ですが…)。単体の構成は 上段のみ…Vcc→FETのD→FETのS→モータ→GND 下段のみ…Vcc→モータ→FETのD→FETのS→GNDです… 全体は   Vcc(12V) Vcc(12V)   | |   | |   | |   | |   | | C(Tr1) | |---------B(Tr1) | | E(Tr1)---| | | |  | 入力(5V)--抵抗(6.1KΩ)---| | D(FET1) | |-----抵抗(73Ω)---G(FET1) | | S(FET1) | E(Tr2)---| | |---------B(Tr2) | C(Tr2) | | | | | | M GND | |      |    |   Vcc(12V)    |   |    | |    | C(Tr1) | |---------B(Tr1) | | E(Tr1)---| | | |  | 入力(5V)--抵抗(6.1KΩ)---| | D(FET1) | |-----抵抗(73Ω)---G(FET1) | | S(FET1) | E(Tr2)---| | |---------B(Tr2) | C(Tr2) | | | | | | | | | | | GND GND ※今は、下段のゲートとGND間にプルダウン用の抵抗20Kを入れてあり、上段のゲートとGND間にも同じ抵抗が入れてあります。ただ、上段について、どこかのサイトでプルダウン抵抗をモータの端子(上段のゲートと上段のソース間、、上段のゲートと下段のドレーン間、どちらか判りません)に持っててもよいとの記述があったような無かったような・・・どれが良いのでしょうか? この回路で下段についてはうまくいってると思うのですが(回ってるし・・・)上段がやっぱっりうまくいきません、発熱がすさまじくモータはかなり低速です。何かいい方法はないでしょうか?できれば負電源は使いたくないのですが…

  • FETをTrに置き換えるには?

    モータのエッジ回路でFETではなくてTrで動かしたいのですが、回りません。FETだとうまく回ってくれるのですが、どのように回路を変更したらよいのかもわからないです(抵抗を変えるとか別のTrにしてみるとか)。そもそもTrは電流増幅とスイッチの役割があるのだから、スイッチの役割として使ってTrで回してみようと思ったのがきっかけでした。 電源は24Vを使用していますが、それ以下でもかまいません。 FETはとりあえず東芝の2SJ378と2SK2229の組みあわせでまわしました。4V駆動なので適当に分圧して。 FETと似ている性質と思われる同じく東芝の2SA1012と2SC2562でトライしましたが電圧を下げても全く動きませんでした。 ちょっとわかりにくいかも知れませんが、⇔の先には7402を使っていますが、駆動回路だけ簡単に図を書いてみました。どのようにしたらうまくモータを回せるでしょうか?モータの定格電流は220mAでした。  W:抵抗  @:FET(Trにしたい)  M:モータ  G:グランド  ⇔:74HC02、グランドなど            330  ↑24V   330          ――W―――――W――       820 |   |   |     | 820 ⇔―――W―――― @   @――――W―――⇔              |   |               ―M――              |   |              @――@                |                G

  • MOS-FETの使い方

    MOS-FETではゲートからドレイン&ソース側へ電流が流れる事は無いと認識しています。この性質を利用して下記のような使い方をされる事はあるでしょうか? ・2つの回路をMOS-FETを介して接続する。 ・ゲート側回路(以下、G側回路)からドレイン&ソース側回路(以下 DS側回路)への電流の流入を無くす。 ・ゲート電圧だけを利用してDS側回路へゲート電圧を印加する。

  • FETのスイッチング回路で…

    こんにちは 電子工作を始めたばかりの全くの初心者です。 いろいろ情報を集めているんですが、なかなか理解できませんので 簡単な質問をさせてください。 FETでD-Sに12V、電流180-480mA程度を流してON/OFFしたいと思っています。 (逆起電圧はありません) ゲートにはOR GATEのCMOS ICの出力をつなぎます。 1)この出力とゲートの間にもうひとつトランジスタを入れてその コレクタとゲートをつないでいる回路と 抵抗を入れるだけで直接FETをつないでいる回路がよくあります。 (モータードライバなど) どう違うのでしょうか? 上述のような用途の場合、後者のやり方でいいでしょうか? 2)後者の場合、ゲートとの間に入れる抵抗値は 何を手がかりにどう計算すればいいでしょうか? 使おうかと思っているICは TC74HC4075AP http://www.semicon.toshiba.co.jp/prd/logic/index.html (先ほどから、こちらのサイトのサーバーが一部ダウンしているようで データシートへのたどり着けません、直接のリンクを載せることができず お手数おかけします。) FETは 2SJ377、438あたりです。 よろしくお願いします。

  • 消費電流とFETのドレイン電流について

    はじめまして、PICを使った回路を製作している者です。 質問があるのですが、消費電流が30mAの回路の電源部分にFETを使った定電流回路をつけようと思うのですが、FETのデータシートに書いているドレイン電流6.5mAというのは、回路全体に流れる電流が6.5mAということなのでしょうか? また、消費電流が30mAの回路というのは、30mAが流れないと動作しないということで間違っていないでしょうか? コメント待っています。 ちなみに、秋月の2sk30Aを参考にしています。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00528/