トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第２０回］
●ＢＳ２５０を使わないという案
前回も書きました通り、諸般の事情を勘案しまするに、当初考えておりましたトランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０をＣＭＯＳＦＥＴ回路で構成する、というのはどうやら無理ということになってしまいそうです。
そこでなんとかＢＳ２５０を使わない方法をあれこれ模索いたしました。
ＢＳ２５０つまりＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使わない方法といいますと、真っ先に思いつきますのが下の回路です。
これでいければ有難いのですけれど…。
部品点数が少なくてシンプルな回路であることが最大の利点なのですが、欠点はＨ出力時の出力インピーダンスが高いということです。
ま、この出力を受ける側は大体が同じ回路、つまりＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである、ということを考えますと、出力インピーダンスが高くてもよいでありましょう。
それはよいとしましても、ドレイン側の抵抗が大きいとＨの立ち上がりが遅くなってしまいます。
これはどうしようもない欠点です。
念のために確認してみました。
上のような回路を作って、ゲートに適当なパルスを入力して出力波形を見てみました。
実に見事なカーブです。
１／２Ｖｄｄを越えるあたりまでに、なんと４μｓ近くもかかってしまっています。
いくらなんでも遅すぎます。
これじゃあ使えません。
立ち上がりを速くするにはドレイン抵抗を小さくすればよいのですけれど。
そこでドレイン抵抗を２．２ＫΩにしてみました。
おお。
一桁以上速くなりました。
うーん。
でも、２００ｎｓかぁ。
使えないことはない、かもしれませんが…。
だめだめだめ。
これはだめでありました。
ドレイン抵抗を２ＫΩになどしましたら、２Ｎ７０００がＯＮするたびに２．５ｍＡも流れてしまいます。
ええ。
たった１個で。
もしもたとえば３０００個のうち、５００個が同時にＯＮしたとしましたら（まあそんな極端なことはないと思いますが）、それだけで１Ａ以上流れてしまう計算です。
それはそれとしまして。
ちょっと見苦しい波形をお見せしてしまいました。
これはもうかれこれ２ヶ月以上も前に行なったテストなのでした。
手っ取り早く、こんないいかげんなことをやってテストをしましたので、それで見苦しい波形になってしまいました。
なんでも試してみなければ、ということではじめてブレッドボードなるものを入手して使ってみたところです。
うーん。
確かにカットアンドトライをするには便利かもしれませんが。
やっぱりジャノ目基板にハンダ付けしたほうが性に合っておりますですねえ。
この記事を書くために、ノートを見直しておりましたら、こんな写真も撮っておりました。
こちらは上のテストからかなり後になってからドレイン抵抗＝１ＫΩでテストしたときの写真です。
４ＭＨｚを入力してテストしています。
ちょっと４ＭＨｚでは苦しいですけれど、立ち上がりがかなり速くなりました。
が。
もちろん１ＫΩにすれば、さらに電流が増えてしまいます。
やっぱりドレイン抵抗案は面白くありません。
そもそも、これじゃあわざわざＭＯＳＦＥＴを使う意味がほとんどありません。
そんなくらいなら、２ＳＣ１８１５を使ったってよいわけですから。
おお。
２ＳＣ１８１５…。
いっそのこと、それでいくか…。
そんな思いにかられながら、それにしても、やっぱり未練たっぷりで諦めきれずに、なんとかいい方法はないものだろうかと、ＣＭＯＳＦＥＴ回路をじっとながめていましたら。
ふと。
２ＳＣ１８１５じゃなくって。
●２ＳＡ１０１５は使えないだろうか？
ＢＳ２５０の代わりに２ＳＡ１０１５を使ってみたらどうだろうか？
という考えがひらめきました。
まあ、なんともむちゃくちゃでありますが。
ＢＳ２５０を２ＳＡ１０１５で置き換えるといいますと、いや、それはないでしょう、という気がしてしまいますが、ドレイン抵抗の代わりに２ＳＡ１０１５を使ってみる、と考えますと、ひょっとするといけるかもしれない、と思えるから不思議であります。
こんな回路です。
えっと。
この回路ももちろんテスト済みなのですが、どうやら写真は撮らなかったようです。
なにしろこのあとあれこれカットアンドトライに没頭してしまったものですから、写真を撮ることなど忘れてしまいました。
で。
あらためて撮ってみましたのが下の写真です。
上の回路に４ＭＨｚのクロックを入力しました。
おや。
この写真はどこかで見たような。
おお。
先程のドレイン抵抗＝１ＫΩの写真。
それとそっくりじゃありませんか！
あちらは１ＫΩ。
こちらはなんと５１ＫΩ。
それなら、よいのでは！
うーん。
よいのですけれど、ねえ。
２ＳＡ１０１５のベース抵抗が５１ＫΩですから、入力がＬのときに流れる電流は０．１ｍＡです。
その点はよいのですけれど…。
やっぱりなんとなく面白くないのでありますね。
別に私は完全主義者ではありませんけれど…。
４ＭＨｚでこの波形は、やっぱり大いに不満でありました。
実は余りきれいな写真ではありませんので割愛しますけれど、ノートにはベース抵抗を１０ＫΩにしてテストした写真も貼ってありました。
その写真では立ち上がりの遅れは５０ｎｓほど。
それならよいですけれど。
１０ＫΩねえ。
もうすこしなんとかなりませんか、ねえ。
たとえば普段は５１ＫΩだけれど、立ち上がりのときだけ０Ωになってくれるとか…。
そんな便利なものなどありませんでしょお…。
…ありましたぁ！
特製ゴマの油をちょとつけましたら。
これならどうです。
もう、ぶっちぎりでありましょう。
あの。
これは、デジタル回路だけをやっておりましたら、おそらくいくら考えても思いつかないことでありましょう。
でも、ディスクリートでアナログ回路をさわってみえるお方でしたら、なんだ、あれかあ、とすぐに思いつかれることだと思います。
そうです。
あれ、なのです。
私もアナログはほとんどシロート同然でありますから、これほど劇的に利くものだとは、思ってもいませんでした。
実は今でも、ホンマかいなあ、と半信半疑であります。
次回。
あれ、の正体が明らかになります。
それまで、皆様。
あれこれ、お考えになってくださいませ。
なんて、勿体ぶっていますけれど、実のところなんてことはない回路なのです。
おそらくどなたも、なんだこんなことか、とお思いになられることと思います。
もちろん大発見でも、大発明でもありません。
どなたもよくご存知の、あれ、です。
さて、なんでしょう。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２０回］
２０１５．３．２４ｕｐｌｏａｄ
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