トランジスタ回路について

質問

添付図のような回路を作成しました。
R2に250mA程度流したいです。
トランジスタはToshibaのTTC015Bを使用しています。
DACOutputからはDC0 - 3.3Vが出力され、DC0Vの時にはR2の両端電圧がDC0V、DC3.3Vの時はDC5Vかかるようにしたいです。
しかし、DACOutputからDC3.3Vを掛けても、R2の両端電圧はDC2.0V程度しかなりません。
どのように改良すればR2の両端にDC5Vを掛けることが出来るでしょうか?

回答No.4

sat000

回路的にはエミッタ・フォロワという回路で、電圧増幅はできません。電流増幅をするための回路です。
3.3 Vを5 Vに電圧増幅をするための回路が必要で、コレクタ側から電圧を取り出すようにします。ただし、反転増幅になります。それでは困るということであれば、もう一つ電圧増幅回路を入れて非反転にします。電流も増やしたい場合は、さらに最終段に電流増幅回路を入れます。
ただ、どんなに頑張っても、5 Vの電源で5 Vを出力させるのはトランジスタでは(アナログ用のFETでも)無理です。電源電圧をもう少し上げないといけません。

回答No.3

4810noja

このままでは出力電圧が、入力電圧（およびR1による電圧降下）とベース - エミッタ間電圧とに制限されて希望の出力が得られません。

質問文にある、
「DC0Vの時にはR2の両端電圧がDC0V、DC3.3Vの時はDC5Vかかるようにしたいです。」
だけが条件ですか?（例えば５V 250mAのLEDライトとか）

そうであれば、エミッタ接地回路としてR2は電源とコレクタとの間に接続します。（左）

R2が接地している必要があるなら、1つめのトランジスタで出力電圧を反転し、PNP型トランジスタでさらに反転、電流増幅をします。（右）
1つめのトランジスタは小型のもの（Icが100mAクラス）で十分です。2つめのPNP型はTTC015Bと同クラスのTTA008Bを選んでみました。

トラジスタにはコレクタエミッタ飽和電圧がありますので、きっちり５Vが必要であれば、どちらも電源電圧は5.3～5.5V必要になります。

ここでは、どちらもR2に電流を流すだけが目的の回路で、他の回路へ電流や電圧を取り出すことを想定していません。

回答No.2

cwdecoder

エミッタフォロア回路ですのでR2にはベース電圧3.3VからVbeを引いた電圧しか掛からないと思います。

回答No.1

m_and_dmp

次のページのTTC015B のデータシートを見てください。
https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=28833&prodName=TTC015B
5.1 静的特性の「コレクタ・エミッタ間飽和電圧」を見ますと、
IC = 0.5 A, IB = 50 mAにおいて、VCE(sat)(1) においてVce=0.3V となっています。
このデータの意味は、このトランジスタを飽和領域で使用し、IC=0.5A 流すには、IB=50mA が必要ということです。
IC=250mA のデータはありませんが、7. 特性図を見ますと、5mA 以上流さないとIC=250mA を達成できないと思います。

トランジスタのエミッタ（R2の上側）の電圧を5V とすると、ベース電圧の方が低いためベース電流が流れません。
ベース電流を5mA 流すにはDAC Output が10.7V 程度必要です。
[R2の両端の電圧5V ]+ [ベース・エミッタ間電圧 0.7V] +[ R1 の電圧降下 5V] =10.7V
R1の値をゼロにしても、5.7V 必要です。
DAC の出力が3.3V固定なら、この回路ではどんなに頑張っても5V を達成することはできません。

トランジスタの前にレベルシフタICを入れるのが簡単な解決方法です。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09417/ １個40円
必要な電流が大きいのでレベルシフタだけでは不十分なので、貴添付図のようなトランジスタ回路が必要です。トランジスタの飽和動作時のVce=0.3V ほどありますので、出力電圧5V を得るためにはコレクタ電圧5.3Vが必要です。