マイナスの電圧を加えるとは？

質問

下の画像の回路に電圧を加えた時に負荷に加わる電圧は、次のようになると本に書いてあったのですがどうしてこうなるか分かりません。

VI=-1[V]→-0.3[V]
VI=-3[V]→-2.3[V]
VI=-5[V]→-4.3[V]

-1Vを加えたときの私の考えは次のようになったのですがどこがおかしいのでしょうか？

1.PNPトランジスタはベースにマイナス、エミッタにプラスの電圧を加えなければいけないのでVIの上側が電圧の低い0V、下側が電圧の高い1Vとなる。
2.電流は電圧の高いほうから低いほうに流れるので電流はモーター　→　Tr2のエミッタ　→　Tr2のベースの順に流れる。
3.最初に電流が流れるのはモーターなので1Vがそのまま加わる。電流の方向が逆であることを示すためにマイナスをつけて-1Vになる。

たぶん答えの値は、加えた電圧にそれぞれ0.7[V]を加えたものだと思うのですがどうしてそうするのか全然わかりません。
マイナスの電圧を加えたときの状態や電流の流れ方を具体的に教えてください。

回答No.2

teppou · ベストアンサー

この図のようにエミッタに負荷を接続する回路をエミッタフォロア（コレクタ接地）回路といいます。
　次のサイトなどを参考にしてください。
　https://detail-infomation.com/amplifier-emitter-follower-feature/

　貼付の回路で説明しますと、最初にV1が＋1Vの場合を考えます。
　Tr1のベースに+1Vの電圧がかかりますので、電流は、Tr1のベースからエミッタに流れ、モーターに流れます。
　同時に、＋Vccからコレクタ、エミッタ、モーターという電流の流れも起きます。
　ここからが、エミッタフォロア回路のポイントで、ベース、エミッタ間はシリコンダイオードと同じですので、0.7Vの電圧降下があり、エミッタ電圧は、ベース電圧より0.7V低くなり、0.3Vになります。（前の方の回答にもありますが、ベース電流がある程度大きい場合には、電圧降下を0.7Vとして考えます。増幅回路のばあいは、0.6Vとして考えることが多いです。いい加減なようですが、この程度で十分実用的な計算ができるのです。）
　エミッタフォロア回路は、＋Vccの電圧によらず、（低すぎてはだめですが。）モーターにかかる電圧は、ベース電圧-0.7Vになります。この関係はベース電圧を変化させても同じになります。（実はわずかな変化はあるのですが、無視できるほどです。）

　次に、ご質問のV1が－1Vの場合は、Tr2のベース電圧が－1Vですので、エミッタ電圧は、エミッタ電圧－0.7V＝－1Vですので、－1V＋0.7V＝－0.3Vとなります。
　あるいは、PNPトランジスタのエミッタ電圧は、ベース電圧より0.7V高くなると考えても同じです。

お礼

回答ありがとうございました。ベース電圧より0.7V高くなると考えた場合の解き方はわかりました。

回答No.3

Nebusoku3

＃１です。
先ほどの計算は絶対値で書きましたが、マイナス電圧ですので式は下の様になります。
VIがー１Vなので、
ー１V ＋　0.7V　＝　ー0.3V　となります。

考え方はNPN側もPNP側も同じです。

回答No.1

Nebusoku3

シリコントランジスターをアナログではなく、ON/OFFのデジタル用途として使う場合、ベースとエミッター間の物性的な電圧は　概算で0.7V　として計算します。
（アナログではまた異なります。　又、ゲルマニウムトランジスターでも異なります。）

マイナスの電圧を加えた場合、電流はアース部分を経由してモーター　M　からTr2のエミッタへ行き、ここで　0.7Vのドロップがあり、入力の　VI　に帰ります。

VIが１Vであれば、１ ー　0.7　＝　0.3　（V)　となるわけです。
他の電圧の場合も同じ考えですね。

トランジスタがシリコン製で、ON/OFFのスイッチとして使用しているところがポイントですね。

補足

回答ありがとうございます。
この問題で負荷というのはモーターのことだと思うのですが違うのでしょうか？
モーターからエミッタに電流が流れ、エミッタで0.7のドロップがあるのならモーターに電流が流れる瞬間にはまだ0.7Vの電圧降下は起きていないと思うのですが・・・。