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解決済みの質問

トランジスターで120mA定電流回路作る方法

真空管アンプに最近頻繁に使われる差動増幅の定電流回路があり、自分もトライ使用と思い
質問するものです。ご指導お願いします。
<使用部品>
1)トランジスター(TR)  2SC5100(サンケン電気)を使用したいです!
2)定電流ダイオード(CRD)  :(     )mA 品を使用すべき?
3)ツェナーダイオード(ZD)  :(     )V  品を使用すべき?
4)エミッタ抵抗(Re)     :(     )Ω  品を使用すべき?
5)温度補償のシリコンダイオードをツェナーダイオードの前に組み込むべきか?

 *因みVCC電圧は72V~82V前後となります。
 *2SC5100は VCEO/VBEO共に100V超えです。
 *2SC5100は hfe : 50 min~320以下です。
 *TRは放熱板に取り付けて使用します。
 回路構成は、添付の画像を参照して下さればと思います。

 最後に 結構慌てていますので 回答が早ければ大変助かります。
 宜しくお願い申し上げます。
 

 
  

投稿日時 - 2015-12-16 06:05:37

QNo.9096581

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

この回路では安定した定電流は無理です、温度でかなりばらつきが起こります。
これと似たような回路でTL431と言う電圧制御用のICを使いこの回路で言うツェナーダイオードの代わりにTL431を入れてTL431のコントロール信号をこの回路のトランジスタのエミッタに繋ぎます、出力はアース記号となります、基本的に定電流回路はアースは必要なく負荷が擬似アースとなり、エミッター抵抗の電圧を制御することで電流値を決められます、TL431は1.25Vの基準電圧で比較するのでエミッター抵抗を2.5Vで120mAとなるような値にすれば調整は不要です、つまり1Ωで2.5A、20Ωで0.125A=125mA
http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/tl431.pdf
この参考資料の図28の回路となります、貴方の回路の定電流ダイオードのほうがより安定します。

投稿日時 - 2015-12-16 06:37:19

お礼

此の度は、回答有難う御座いました。TL431をためしてみます。但し、雑音が若干出やすいとの”指摘”も有る様ですが やってみて 確認するも大切な事と思います。

投稿日時 - 2015-12-25 10:08:03

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回答(2)

ANo.2

82V・120mAとゆう条件でトランジスタのデータシートを見ます.
http://akizukidenshi.com/download/ds/sanken/2sc5100.pdf
そうすると120mAの時,hFEは35くらいかな?(IC=3Aで50のとき)
なお,hfeはデータシートには載ってません.
ベース電流はIB=IC/hFE=120mA/35=3.43mA以上必要.
ツェナーダイオードは,7.5V位がキレがよい(インピーダンスが低い)ので,コレを使う.
GDZJ7.5Cはツェナー電圧Vz=7.5Vnom(7.29Vmin,7.67Vmax)である.
http://akizukidenshi.com/download/ds/panjit/GDZJseries.pdf
流す電流は,データシートから5mAが望ましいが,キレがよいから,1mA以上とします.
定電流ダイオードは,3.43mA+1mA=4.43mA以上(@82V-Vz≒75V)流せる物を選びます.
http://akizukidenshi.com/download/E-562.pdf
データシートから最高使用電圧100VであるE562の特性をみると,75Vでは3mA程度しか流れません.
温度係数が-0.25~-0.53%/℃,-0.53%/℃とすると,温度が50℃上がると3mA(1-0.0053×50)=2.20mAです.
よって,定電流ダイオードはE562を2本並列に使用します.
(公称電流が5.6mAを超えると,最高使用電圧が30Vになるから,この条件では使用不可)
エミッタ抵抗はオームの法則から簡単に求められます.
ここを見ると,オームの法則は中学2年で学ぶから,近所の中学生に教えて戴いたら動でしょうか?
http://www.all5.jp/subject/147.html
そのとき,Vz=7.V,VBE=0.6Vとすればよいでしょう.
このくらいは自分で計算しないと,あとで困ります.

温度係数を問題にするときは,ANo.1のTL431を使うと良いでしょう.
TL431には1mA以上流す必要があるから,上記のE562を2本並列に使用すれば良いでしょう.
TL431の欠点は,ツェナーダイオードに比べてノイズが大きいことで,作り比べてみると良いでしょう.

放熱板は,TL431の使用も考えて損失Pcを求めると,Pc=80V×0.12A=9.6Wから,周囲温度を60℃,ジャンクション温度を125℃とすれば,熱抵抗θは
θ=(125-60)/9.6=6.77[℃/W]
ジャンクション-ケース間の熱抵抗θjcは,データシートから
θjc=(150-25)/75=1.67[℃/W]
放熱板へはシリコングリスを塗布してしっかりネジ止め(締め付けトルクは3kgf・cm以上)するとすれば,
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gT-04721/
ケース-放熱板間の熱抵抗はθjc=0.3[℃/W]以下にできる.
従って放熱板の熱抵抗θhaは
θha=6.77-1.67-.3=4.8[℃/W]
となります.
ここら辺から適当な物を選ぶと良いでしょう.
http://www.mizuden.co.jp/pdf/EFG.pdf
熱設計は空気の流れとか色々検討する必要があって難しいから,失敗したら作り直す位の気楽な気持ちで取り組むと良いでしょう.
その気楽さがアマチュアの特権です.

投稿日時 - 2015-12-17 18:07:32

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