2015.3.12
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トランジスタでCPUをつくろう!
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9回]


●電流測定(2)

前回の訂正です。
MOSFETについては今回の企画で初めてさわることになりましたので、うっかりしているとついバイポーラトランジスタと間違えてしまいます。
前回の説明の一部でゲートと表記すべきところをベースと書いてしまいました。
また電流測定回路の図のところで電流計をPチャネルFETのソース側に置いてしまいました。
実際にははもちろんドレイン側に置いて測定を行ないました。
現在はいずれも訂正済みです。

前回はPチャネルMOSFETとNチャネルMOSFETをそれぞれ単独でドレイン電流を測定しました。
今回はコンプリメンタリ回路で実際にパルス動作をしているときの電流を測定してみました。

こちらが測定中の写真です。

前回お見せした4MHz回路なのですが、その後にあれこれ回路を追加してしまったものですから、約32mAも流れています。
予想していたよりもかなり大きな値です。

初段の水晶発振回路だけアクティブにして、次段はゲート入力をGNDに落として静止させてもう一度電流を測定しました。

それでも18mA流れています。
CMOS回路は前回も書きましたように1/2Vdd近辺では上下のトランジスタがONになるためかなりの電流が流れます。
MHzで発振するクロック回路はそれだけの回数1/2Vddをまたぐため、そのとき流れる電流を平均するとこういうことになるのかもしれません。
これには波形の勾配も関係しています。

[第7回]でお見せした4MHz発振回路の出力波形です。

上側(CH1)が初段の発振回路の出力波形です。
下側(CH2)の次段の出力波形に比べるとかなりなまっているのがわかります。
勾配がゆるやかですから、それだけ1/2Vddをまたぐときに時間がかかります。
その分余計に電流が流れると考えられます。
それにしても、これはちょっと流れ過ぎのような気がします。
前回測定したBSS84と2N7000では値がちょっとアンバランスなように思えましたがそのあたりが関係しているかもしれません。
ちなみにゲート入力部をGNDにショートさせて発振を停止させると、電流値は0になりました。

このところ、急ぎのご注文をいただいたり、その間に説明の準備のためにいろいろテストをしたりで、少ししか書く時間がありません。
本日ももう少し書くつもりだったのですが、時間がなくなってしまいました。
次回に続きます。

トランジスタでCPUをつくろう![第9回]
2015.3.12upload

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