さてここからが本格的な定電圧電源の製作です。楽しみながらいきましょう。まずは1A以上の電流負荷が取り出せる電源にトライします。さすがにツェナダイオードだけで1Aの電源は無理ですが、ツェナダイオードの基本回路にトランジスタをくっつければできます。
NPNトランジスタをエミッタフォロワにして、はい一丁上がり。おまけにダーリントン接続にした豪華版です。C1815とC5000のｈFEを共に100とするとダーリントンによってｈFEは10000。OUTから1A取り出した場合にはベース電流は0.1mAとツェナダイオードからほとんど負荷電流が流れませんね。
これはちょっとやり過ぎでしたか。ツェナダイオードのみでも10ｍA以上の負荷電流容量を持っているのですから2SC5000のみのエミッタフォロワでもいいでしょう。まあ設計思想にもよりますが、ダーリントンの方がレギュレーション（安定化：定電圧化）がよいことは間違いありません。トランジスタ2個分のVbe≒1.4Vを考慮してツェナダイオードは6.8V（ツェナ電圧）にしています。計算上この定電圧回路は5.4Vの出力となります。ところでここで使用した2SC5000はどんなトランジスタなのでしょう。ちょっと特性表を見てみましょう。
Icの最大定格はなんと10Aです。コレクタ損失25W以内なら負荷電流10Aの電源も作れます。そのかわり、ものごっついヒートシンクが要りますよ。しかしまあ1Aの電源用にはちょっともったいないくらいのトランジスタですね。それから「電気的特性」ではhFEが最低でも120あり、このタイプの電力用トランジスタとしては珍しいくらい大きな値です。これはなかなか愛い奴じゃ。入手性もよく、いろんな用途に使えそうなトランジスタだって気がしますね。
関連記事：
定電圧電源を作ろう③制御 2009-12-21
定電圧電源を作ろう①ツェナ 2009-12-14
トランジスタの端子接地 2009-12-16
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Icの最大定格はなんと10Aです。コレクタ損失25W以内なら負荷電流10Aの電源も作れます。そのかわり、ものごっついヒートシンクが要りますよ。しかしまあ1Aの電源用にはちょっともったいないくらいのトランジスタですね。それから「電気的特性」ではhFEが最低でも120あり、このタイプの電力用トランジスタとしては珍しいくらい大きな値です。これはなかなか愛い奴じゃ。入手性もよく、いろんな用途に使えそうなトランジスタだって気がしますね。
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９５円也。この特性でこの価格は良いですね。
早速私も手持ちの1815とZDでテストしてみたいと思います。
回路図上、パスコンは省略されているものとして解釈します。
ツェナーダイオードなんですけど、巷の参考書などには「１０ｍＡ程度流す」なぁ～んていう解説を見かけることがありますが、そういう使い方をしちゃいけませんよ！
できるだけ流さないように設計しましょう！
それだけ気をつければ「オッケー！」さ。
しかしバイアス電流は一般論として奥が深いですよねえ。
しかし、「温度特性」というものがあ～るのです。
しかも、バイポーラトランジスタ併用ですから、電流を流すほど「ドリフト量」が大きくなるのです。
そうすると、何のための「電源回路」なのか？本来の目的外でたくさん電流が消費されることになって「灯台もと暗し」になっちゃうワケですねぇ～！
バイポーラトランジスタよりもダイオードのほうが「ドリフト量」が少ないのが一般的なのですが、フォトカプラとて、そのドリフトが温度で問題となることがあります。
まぁ、結局はフォトカプラもダイオードとトランジスタですからねぇ～！
とぉ～っても深刻なことにもなりかねない「温度特性」まで考えて設計する必要があったのですねぇ～！