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トラノオ(サンスべリア)

2019-06-25 14:48:36 | 植物観察
我が家のベランダにもサンスベリアがあり花が咲いていますが、実をむすんだ姿は見ていないのです。
散歩の途中で、ほぼ野生化に近い状態のサンスべリアの花と実を発見しました。



散歩コースは、日々変えることが新しい発見につながります。
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電験-004

2019-06-24 18:33:19 | 資格
電験の歴史の中では半導体関係の問題は少ないと感じられます。
最も点数を稼ぎ易い問題と思いますが、苦手にしている方を見かけます。
その、つまづきの要因の多くは理解の仕方にあるのではと考えられます。

a. TR記号で動作を学ぶケースでは、本質を理解しないで動作に入ってしまう傾向があります。この場合は応用力不足になります。

b. 接合形TRは、PN接合が重要であり、この動作が理解できていますと、他の発光ダイオード、接合形FET,MOS形FETおよびSCRなどの動作原理の理解も容易になります。

c. 半導体の理解には、PN接合での空乏層の成り立ちや順方向バイアス時のキャリアの注入および逆方向バイアスをかけた場合の障壁についての理解が不可欠なのです。

d. 接合形TRの基本動作は、PNP形のベース接地回路で学び始めるほうが、理解し易く混乱を少なく出来ます。NPN形は基本動作を理解する場合にキャリア(電子)の移動方向が電流と逆向きになり脳が余分な思考回路を使うことになり不向きと考察されます。

e. なお、エミッタ接地での説明記事も見かけますが、ベース接地が基本です。
ベース接地が基本の考え方は増幅率αが示しています。半導体は米国で発達した技術ですから合理的に成り立っています。
(米国の半導体の回路図記号は合理的になっていましたが、日本は合理性の無い曲解した記号が多くなりました。中でもオペアンプの記号は最悪で、ロジック回路記号と錯覚します)
α⇒⇒βの順に理解しますと、スッキリし理解が早くなります。

f. TR動作の基本は、2つのバイアスとキャリア移動の3行程で成り立ちます。
※TRを動作させるためには、2つの直流バイアスが必要です。
<その理由は>
①B-E間のPN接合に生じる障壁電位(空乏層)を打ち消す方向に加えてキャリアの注入を促す「順方向バイアス」が必要です。

②B-C間に加える「逆方向バイアス」が必要です。この逆バイアスは、エミッタから注入されたキャリアに対する加速電圧になります。
※考え方は、ベースを基準にしB-E間に順方向バイアス。B-C間に逆方向バイアスと憶えます。

<キャリア移動の3つの行程>
①注入⇒⇒エミッタからベースへのキャリアの注入
②拡散⇒⇒注入されたキャリアは、ベース領域を拡散現象を利用して移動します。
③引き寄せ⇒⇒コレクタ接合面に達したキャリアは、加速電圧に引き寄せられます。

④注入⇒拡散⇒引き寄せの3行程でE⇒B⇒Cとキャリアが移動します。
⑤電荷を持ったキャリアの移動は電流になります。(電流は電荷の移動)
⑤P形の多数キャリアはホールであり、正の電荷ですのでE⇒B⇒Cと電流が流れたことになります。
⑥多数キャリアの異なるP形とN形の不純物半導体は、ベース領域でキャリアの濃度差を利用した拡散現象への布石と考えられます。
⑦ベースの幅を狭くしますと、拡散で移動する際にベース領域で再結合する割合が少なくなります。
即ち、キャリアの輸送効率が高くなり、αが1に近づき⇒換算値であるβが大きくなります。
 
g. エミッタ電流、コレクタ電流、ベース電流の意味を理解すればTR動作はほぼ完成であり、若干補充すれば済みます。
①エミッタ電流はE⇒Bへ注入されたキャリアの数で決まります。仮に100個とします。
②ベース電流は、拡散現象という遅い動きなので、ベース領域で何個かは、その領域のキャリアと再結合して消滅にます。
再結合で消滅したキャリアを仮に2個とします。
③この消滅したキャリアは外部電源から補充されます。このキャリア補充がベース電流になります。
④コレクタ電流は、B-C接合面に達したキャリアを引き寄せます。仮に98個が到達したとします。
⑤Eから100個注入されB領域で2個失い、Cに98個が到達した場合、キャリアの輸送効率は98/100で98%になります。この輸送効率に相当しますのが「α」です。

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電験-003

2019-06-23 21:32:57 | 資格
電験と略していますが、第○○電気主任技術者試験です。
一定規模以上の建物・工場等の受電設備を管理監督する技術者の資格です。
「自家用電気工作物(電気設備)を設けている事業主は、工事・保守や運用などの保安の監督者として、電気主任技術者を選任しなければならないことが法令で義務づけられている」
事業主から電気主任技術者の任命を受けて管理監督を任されます。
一定の実務経歴と基準を満たしますと、定年後の独立も可能です。

概ね試験のレベルは第一種(大卒)、第二種(短大卒)、第三種(工業高校電気科卒)とされています。

第三種の場合、認定校卒、実務経験があると申請して資格を取得できますが難しいと考えられます。
例えば、認定で資格を取得しても現場では認めてもらえず「認定の主任さん」と烙印を押され
プライドをズタズタにされる可能性があります。
(資格を持つことでプライドを傷つけられる理不尽さがあります)

従って、第三種は試験で取得しなければ意味がないと理解されます。
但し、電験二種は第三種合格後に受験をしながら業務上必要ならば申請して取得することも選択肢の1つです。
(定年前に取得することをお奨めします)
こちらは認定でも三種と異なり、プライドを傷つけられることは無いと考えられます。

電験一種は、電力会社の社員以外に業務上必要とする例は無いと考えられます。
例え認定で取得しても「何年度合格ですか」と必ず聞かれます。
まあ、馬鹿にされることは無いと思いますが、認めてはもらえませんのでステータスにはなりません。
(密かな自己満足にはなります)

専門雑誌に原稿を投稿される方は「電験一種○○年合格」と記載します。
認定合格を記載した例を拝見したことがありません。

※電験三種を目指す時有力な武器となります「テブナンの定理」を載せておきます。

これれは、応用例です
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電験-002

2019-06-23 08:31:05 | 資格
強電屋がトランジスタ回路で紛らわしいと感じるのに接地方式があります。
弱電の接地は、強電のA種B種D種接地と異なりますが、反射的に接地抵抗とその値を連想します。

※弱電の接地は、回路の考え方の基準、またはゼロレベルであり、直流的でなく交流的に考えます。

トランジスタ回路の接地方式には3種類ありますが、2種類は交流的に考えた入力信号と出力信号がどの電極を共通して流れるかで名称が付けられています。
他の1つのコレクタ接地は、エミッタ接地と間違いそうになりますが、信号電流と出力電流が「負荷」を共通して流れます。
英文ではコモン(common)といい、こちらの方がスッキリします。





エミッタ接地回路は、電圧増幅・電流増幅・電力増幅の全てが行えますので最も多く使用されます。



※コレクタ接地回路はインピーダンス変換回路としても用いられます(入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低い)
 また、緩衝回路(バッファー回路)としても利用されます。

<追加>
トランジスタ回路(電子回路)は、交流的に考えた等価回路を多用します。
標準回路のAC等価回路の成り立ちとhパラメータをリンクさせたものです。
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電験-001

2019-06-22 20:29:26 | 資格
hパラメータ等価回路問題をややこしく(難しく感じさせている)している主な要因は
等価回路に基づいてキルヒホッフの法則を適用し、連立方程式を作りますが、2つの式に4つの未知数があるので悩みます。
更に、独学の方を悩ませるのは途中の計算や説明がはしょられて結果が示されます。
追い討ちをかけるように、出力短絡時の電流増幅率などと、意味不明の結果が示されます。




図-11、図-12の補足説明をしますと、
a. 2つの未知数を持つ方程式を1つの式で解く方法には電気的な考え方を取り入れますと容易になります。

b. 出力を交流的に短絡します。
(TRを動作させるためには2つの直流バイアスが必要ですので、交流的に短絡・開放を行います)
c. 出力短絡は、出力端に大容量のコンデンサを接続して交流的に短絡します。
短絡しますと、出力電圧V2=0となりますので、y=ax の形になりxを求めることが出来ます。

d. 入力開放は、入力側に大きなリアクトル(コイル)を接続することで、直流は供給されますが、交流的には開放と考えることが出来ます。
2つの未知数を交互にゼロとして、y=ax の形にして求めることができます。

※hパラメータに、出力短絡、入力開放という但し書きがつく理由が理解できると思います。
※数学が得意な方にはこの様な説明は不要なのですが、電験3種は高校電気科を基準にしていますので偏微分による説明は避けていると考えられます。
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