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３１１回］
●出力ショート電流対策（２）
前回まで書いてきましたように出力ショート電流が流れるのはプルアップ抵抗のせいである、というのは間違いではありません。
プルアップ抵抗をつけたため、その１０ＫΩと青色ＬＥＤの側の２２ＫΩによって入力Ａの電圧が分圧されてしまい、ＶｃｃとＡ点との電圧差が２ＳＡ１０１５がＯＮになる電圧の０．６〜０．８Ｖよりも大きくなってしまうために、２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５の出力がショートしてしまう、と考えました（その電圧では２ＳＣ１８１５ははっきりＯＮになっています）。
その考えは半分は当たっていました。
ですから確かにＬＥＤの側の抵抗を大きくすることで２ＳＡ１０１５のコレクタ電流は減少しました。
しかしその減少の程度は私が考えていたほどではありませんでした。
Ａ点の電圧を測ってみたことで、さらに疑問は膨らみました。
私が考えていたのはこういうことです。
Ａ点の電圧はＲ１とＲ２の比で決まります。
いままでの測定によってＶｃｃ＝４．６９Ｖ、Ｂ点の電圧＝２．５２Ｖがわかっています。
前回のテストでは最初はＲ１＝１０ＫΩ、Ｒ２＝２２ＫΩのときを測定しました。
Ａ点を計算で求めてみます。
４．６９−Ａ＝（４．６９−２．５２）＊１０／（１０＋２２）
という関係が成り立ちますから
Ａ＝４．６９−２１．７／３２
＝４．６９−０．６７８
＝４．０１２（Ｖ）
しかし実測値は３．６４７Ｖでした。
計算との間にかなり開きがあります。
念のためにＲ２＝５１ＫΩのときとＲ２＝１００ＫΩについても確認してみました。
Ｒ２＝５１ＫΩのときの計算です。
４．６９−Ａ＝（４．６９−２．５２）＊１０／（１０＋５１）
という関係が成り立ちますから
Ａ＝４．６９−２１．７／６１
＝４．６９−０．３５６
＝４．３３４（Ｖ）
確かに私はこのくらいの数値になることを期待していました。
ＶｃｃとＡ点の電圧差は０．３５６Ｖでこれは２ＳＡ１０１５のエミッタベース間電圧でもありますから、この値になれば２ＳＡ１０１５のエミッタコレクタには電流は流れないはずと思いました。
しかし実際にはまだコレクタ電流は流れていました。
このときのＡ点の実測値は３．８１１Ｖでした。
そしてＲ＝１００ＫΩのときの計算です。
４．６９−Ａ＝（４．６９−２．５２）＊１０／（１０＋１００）
という関係が成り立ちますから
Ａ＝４．６９−２１．７／１１０
＝４．６９−０．１９７
＝４．４９３（Ｖ）
しかし実測値は３．９１１Ｖでした。
どこかがおかしい？？？
そこでやっと気が付きました。
２ＳＣ１８１５のベース電流を落としていたことに。
入力Ａにプルアップ抵抗があるために青色ＬＥＤに電流が流れると同時に２ＳＣ１８１５のベースにも電流は流れていました。
私はうかつにもそのベース電流は小さいから無視できると思い込んでしまいました。
いままで書いてきましたように青色ＬＥＤに流れる電流は非常に小さいですから逆に２ＳＣ１８１５のベース電流も無視できないはずでした。
一体どのくらいの電流が流れているのか、ざっと計算をしてみます。
Ｖｃｃ＝４．６９Ｖで２ＳＣ１８１５のベースの電圧は０．６９Ｖです（［第２９６回］参照）。
プルアップ抵抗が１０ＫΩでベース抵抗は５１ＫΩですからベース電流は
（４．６９−０．６９）／６１≒０．０６６ｍＡになります。
青色ＬＥＤを流れる電流も［第２９６回］で算出していました。
０．０５ｍＡです。
あれま。
２ＳＣ１８１５のベース電流のほうが大きいじゃありませんか。
なんてことだ。
［第２９６回］でＬＥＤの電流も２ＳＣ１８１５の電流も両方とも算出しておりました。
自分で書いておいてそれをすっかり忘れてしまうなんて。
我ながら情けない気分です。
ベース電流は無視できませんでした。
むしろＬＥＤの抵抗を１００ＫΩにした場合などＬＥＤの側を無視してもよさそうなくらいだと思います。
仮にＬＥＤの側を無視してＡ点の電圧を計算してみます。
４．６９−Ａ＝（４．６９−０．６９）＊１０／６１
ですから
Ａ＝４．６９−４０／６１
＝４．６９−０．６５６
＝４．０３４（Ｖ）
になります。
ＬＥＤの抵抗を１００ＫΩにしたときのＡ点の実測値は３．９１１Ｖでした。
うーん。
近くはなりましたけれど。
まだ少し差がありますねえ。
やっぱりＬＥＤの側も無視はできないようです。
せっかくここまで計算してきたことですから、ＬＥＤの側も含めて計算をしてみましょう。
図などを準備しなければなりませんから、その計算は次回でしてみることにいたします。
なかなかに面倒なことではあります。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第３１１回］
２０２１．３．４ｕｐｌｏａｄ
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