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絶対最大定格を一瞬だけ越えての使用はできますか?
絶対最大定格を越えての使用は一瞬だけでもできません。ブレークダウンしてトランジスタが破壊したり、hFEが低下するなど劣化の可能性があります。単発パルスの場合、使用できる範囲は安全動作領域(SOA)をご確認下さい。連続パルスの場合は電力計算や素子温度の計算が必要になります。詳しい判断手順は、「使用可否判断方法」・「素子温度の計算方法」をご参考下さい。
(また、合わせて "ディレーティング"に関する項もご参照下さい。)
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 230
デジタルトランジスタ(デジトラ)の基本的な考え方を教えてください。
デジタルトランジスタ(デジトラ)は、バイポーラトランジスタに抵抗を追加したものです。
通常のバイポーラトランジスタ 抵抗R1(入力抵抗)を追加 抵抗R2(EB間抵抗)を追加
■抵抗R1について
・抵抗R1の役割:入力電圧を電流に変換してトランジスタの動作を安定させる。
バイポーラトランジスタは、入力(ベース端子)にICなどの電圧出力を直付けして電圧制御で動作させると、動作が不安定になります。
ICとベース端子の間に抵抗(入力抵抗)を入れて電流制御として動作させることで動作を安定させることができます
(出力電流は入力電圧に対して指数関数的に変化しますが、入力電流に対してはリニアに変化するためです)。
この入力抵抗を内蔵したのが、デジトラの抵抗R1です。
入力が電圧の場合と、電流の場合のトランジスタの動作を比較してみます。
電圧制御
入力:エミッタ-ベース間電圧VEB
電流制御
入力:ベース電流IB
測定回路図
理論式
入力-出力特性
入力-出力特性を見ると、右側の電流制御では出力は入力に対してリニアに変化しているのに対して、左側の電圧制御では出力は入力に対して指数関数的に変化することがわかります。つまり、電圧制御では、ごくわずかな入力の変化で出力電流が大きく変化してしまい、動作が不安定になってしまいます。
たとえば、右側のグラフでは、入力電流が40μAから80μAに2倍変化したときに出力電流は9mAから18mAに2倍になりますが、左側のグラフでは入力電圧が0.7Vから0.8Vにわずか14%だけ変化しただけで出力電流は10mAから70mAに7倍にもなってしまいます。
これでは、入力電圧にわずかなノイズが入っただけで出力電流が大幅に変化してしまい、実際の使用には適しません。
このように、バイポーラトランジスタは電流制御のほうが安定するため、ICからの電圧出力をベース電流に変換するのに入力抵抗R1が必要になります。デジトラはこのR1を内蔵しているので、部品点数やスペースの削減に適しています。
■抵抗R2について
・抵抗R2の役割:リーク電流を吸収し、誤動作を防ぐ。
抵抗R2は、入力側から入ってくるリーク電流やノイズなどをグランドに落とすことでトランジスタの誤動作を防ぎます。
微小な電流なら入力電流は全てグランドに落ちますが、入力電流が大きくなると、入力電流の一部がトランジスタのベースに入りはじめ、トランジスタがオンします。
入力電流が小さいときは、すべての入力電流がグランドに落ち、トランジスタはONしない。(リーク電流などで誤動作しない)
入力電流が大きくなると、一部の入力電流がベースに入り、トランジスタがONしはじめる。(通常のオン状態になる)
V
R2
=V
BE
<(EB間の順方向電圧≒0.7V)の場合
V
R2
=V
BE
>(EB間の順方向電圧≒0.7V)の場合
Products:
Digital Transistors
FAQ ID: 234
デジトラの内蔵トランジスタに入るベース電流の計算方法は?
DTC114EKAを例に以下説明します。
デジトラの動作時には内蔵トランジスタのエミッタ-ベース間(EB間)の順方向にベース電流が流れているため、EB間には順方向電圧(25℃で約0.7V)がかかっています。デジトラでは内蔵トランジスタのEB間と抵抗R2が並列に接続されているため、R2にも同じ0.7Vが印加されています。したがってR2には
IR2=0.7V/10KΩ=70μAの電流が流れていることが分かります。
入力電圧Vinが5Vの場合、IN端子の電位が5Vで、内蔵トランジスタのEB間電位差が0.7Vなので、抵抗R1の両端には 5V-0.7V = 4.3V の電圧がかかっていることが分かります。したがって、R1には
IR1=4.3V/10KΩ = 430uAの電流が流れていることが分かります。
したがって、内蔵トランジスタのベースには430μA-70μA=360μAの電流が流れていることが分かります。
このような計算で内蔵トランジスタに流れるベース電流が計算することができます。デジトラを十分ONさせる( =出力電圧Vo(on)を小さくする) には出力電流 Io が内蔵トランジスタに入るベース電流の10~20倍程度以下になるように出力電流:Ioや入力電圧Vinを調整して下さい。入力電圧Vinが足りなくて、十分な出力電流を流せない場合は、入力抵抗R1の小さいタイプのデジトラをご使用ください。
温度が25℃のときはエミッタ-ベース間順方向電圧は約0.7Vですが温度が変化した場合、順方向電圧は1℃上昇する毎に約2.2mV 減少しますので例えば50℃のときは0.7V-(50℃-25℃)×2.2mV=0.645V程度になります。逆に、-40℃に低下した場合は0.7+(25℃-(-40℃))×2.2mV=0.843V程度になります。
このように、温度によっても順方向電圧:VFは変化しますので、ご注意ください。また、25℃においての順方向電圧0.7Vもあくまでも目安です。±0.1程度上下することがございますのでご注意ください。
デジトラの場合、内蔵抵抗R1、R2には±30%程度のバラツキがございますので、抵抗値が最悪の場合を考えて計算ください。
このように、順方向電圧や抵抗値にはバラツキがありますので、上記の計算方法はあくまでも目安としてお考えください。
エレクトロニクス豆知識 - デジタルトランジスタの基礎知識はこちら
デジタルトランジスタの製品情報はこちら
Products:
Digital Transistors
FAQ ID: 235
瞬間的に定格電流以上の電流が流れますが、使用可否判断はどのようにすればいいですか?
製品毎のSOA(Safe Operating Area)がありますので、エリア内であれば使用可能と判断いたします。
例:VDS=20V、Idpeak=2A、Pw=100μs時 ⇒ Pw=100μsのエリア内なので使用可能です。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 237
周囲温度が変わった時にどのような事に注意が必要ですか?
許容損失(Pc)は周囲温度(Ta)に合わせて、軽減(ディレーティング)する必要があります。以下のグラフからトランジスタにかかる電力を周囲温度に合わせて軽減して下さい。
安全動作域(SOA)のディレーティングも必要ですので詳しくは「ロームのトランジスタを安心してお使いいただくために-TR使用可否判断方法」をご参照ください。
また、電気的特性では 例えばバイポーラトランジスタ/デジタルトランジスタの場合, 入力電圧(VBE, VI(on), VI(off),)や hFE, GIは温度により特性が変動します。電気的特性曲線グラフから温度が変化した時も動作に問題がないように設計して下さい。MOSFETも同様に配慮下さい。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 239
トランジスタ/ダイオード製品のMSDS(SDS)はありますか?
トランジスタ、ダイオード製品については、 固形物に該当しMSDS作成及びその提供が適用されません。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 340
トランジスタの熱抵抗で、パッケージが同じものは、チャンネル外気間の熱抵抗は同じになると考えてもいいですか?
小信号品では同じと考えて頂いても大きな差異はありません。
ただしパワー品では、定格によって同パッケージでも熱抵抗値は異なります。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 381
トランジスタの熱抵抗で、熱量が大きく、条件時の記載以上の基板面積を必要と考えられる場合、その時の算出方法はどのようにすればいいですか?
個別に使用基板でのRthの測定が必要となります。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 382
なぜハロゲンフリー化するのか?
従来よりRoHS指令に対応する臭素系難燃剤を含むモールド樹脂を使用していましたが、さらなる環境影響低減のために、ハロゲンフリー樹脂を採用していきます。
ロームのハロゲンフリーの定義(均質材料中で):
①塩素が900ppm以下
②臭素が900ppm以下
③塩素および臭素の合計含有率が1500ppm以下
④三酸化アンチモンが1000ppm以下。
これは、IEC61249の規定に適合し、環境管理に厳しい欧州主要メーカー要望値を満足するものです。
Products:
Bipolar Transistors
,
MOSFETs
FAQ ID: 418
DTRのV
I
(ON)と(off)について
V
I
(ON)Min.:
デジタルトランジスタがONである領域の最小入力電圧値をいいます。したがって、ON状態からOFF状態にしようとすれば、この最小入力電圧値よりもさらに下げる必要があります。
V
I
(OFF)Max.:
デジタルトランジスタがOFF状態を保つことができる領域の最大入力電圧値をいいます。したがって、OFF状態からON状態にしようとすれば、この最大入力電圧値よりもさらに上げる必要があります。
Products:
Digital Transistors
FAQ ID: 420
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