オープンコレクタ出力回路による接点入力回路(デジタルトランジスタ＋抵抗)(スイッチ用途)の設計手順について

用途

回路動作

ON時のコレクタ電流Icの求め方

コレクタ電流ICの求め方は複数あり、①を使うのが正確になります。

①VCE-IC特性グラフを用いて負荷線を引いて求める方法

ステップ①：VCE=0の時のICを求める。以下の式にてVCE=0の時のICを計算します

\(\ IC=\frac{VCC-VCE(sat)}{Rc}\)

例としてコレクタ電圧Vcc=5V、コレクタ抵抗Rc＝10kΩの時で計算すると

\(\ IC=\frac{5-0}{2.2k}=2.27mA\)

ステップ➁：IC＝0の時のVCEを求める。以下の式にてIC=0の時のVCEを計算します

VCE＝VCC-Rc×IC

例としてコレクタ電圧Vcc=5V、コレクタ抵抗Rc＝10kΩの時で計算すると

VCE＝5-2.2k×0＝5V

ステップ③上記で求めた①➁のICとVCEをIC-VCE特性グラフにプロットし、2点間を直線で結ぶ

➁コレクタ電圧VCC、トランジスタ飽和電圧VCE(sat)、コレクタ抵抗Rcより求める方法

ON時のコレクタ電流ICはコレクタ電圧Vccにトランジスタ飽和電圧VCE(sat)を引いた電圧にコレクタ抵抗値を割ると求めることが出来ます。

\(\ IC=\frac{VCC-VCE(sat)}{Rc}\)

例としてコレクタ電圧Vcc=5V、トランジスタ飽和電圧VCE(sat)＝0.3V、コレクタ抵抗Rc＝10kΩの時で計算すると

\(\ IC=\frac{5-0.3}{10k}=0.47mA\)

オープンコレクタ出力回路