電子工作

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　部品編２

１，ダイオード

いよいよ、半導体部品です。
半導体は、条件によって、導体になったり絶縁体になったりします。
ダイオードでは一方向に電流を流すと導体ですが、逆方向に流すと
絶縁体という性質を持っています。

電子回路では、次のように表記します。

このとき、電流は左から右へと矢印の方向に流れます。
また、左側を「アノード」、右側を「カノード」と呼びます。

写真のダイオードは、回路図と同じ方向に並べています。
部品の右側に帯が入っていますが、これはカノードを示しています。
ダイオードの種類には、ゲルマニウムダイオードとシリコンダイオードがあります。
電流を順方向に流したとき、ダイオードで「電圧降下」がおきてしまいますが、
その大きさによって、次のように使い分けをしています。

【注意点】

ダイオードに流せる最大電流に注意してください。
また、逆方向に電圧をかけた場合の最大電圧にも
注意する必要がありますが、通常は数十Ｖの耐性があるので
あまり問題にならないでしょう。

２，ツェナーダイオード

ツェナーダイオードの性質は、ダイオードとよく似ています。
上図のように、回路図もダイオードによく似ています。
順方向に電流を流すと、電圧降下も起こします。

しかし、決定的に違うのは逆方向に電圧をかけたときです。
ダイオードでは、逆方向にいくら電圧をかけても電流が流れないのに対し
ツェナーダイオードでは、ある一定の電圧をかけると急に電流が流れ出します。
ある電圧で急に流れ出す性質を利用して、基準電圧に使われることがあります。

写真のツェナーダイオードはＲＤ−１１という型版なので、１１Ｖを越えると
急に電流が流れ出します。そこで、このツェナーダイオードと適当な抵抗を
直列につないで１１Ｖ以上の電源に接続すると、ツェナーダイオード両端には
１１Ｖの基準電圧が発生しています。

３，ＬＥＤ

ＬＥＤは、ダイオードの一種です。
ダイオードと異なるのは、順方向に電流を流した場合の電圧降下が
２Ｖであることと、発光することです。

ＬＥＤには、大きさで直径３ｍｍ、５ｍｍのものが一般的です。
色は、赤、橙、黄、緑という一般的なものに加え、青という
ものも加わっています。

ＬＥＤには、可視光以外に赤外線を発光できるものもあります。
これは、主にリモコンなどに使われます。

また、LEDを組み合わせて数字などを表示できるようにした部品もあります。

【注意点】

ＬＥＤに直接電源をつながないでください。（電流が流れすぎる）
ＬＥＤにかけられる電圧は１．７〜２．０Ｖ程度です。
そのため、実際の回路では直列に抵抗をつないで電流を制限します。
ＬＥＤに１ｍＡ〜２０ｍＡ程度流れるような抵抗値にしてください。

４，トランジスタ

トランジスタは、電流の増幅を行う部品です。

トランジスタのタイプには、ＰＮＰ型とＮＰＮ型があります。
上は、ＮＰＮ型のものを示しています。写真の上から順に

Ｂ：ベース
Ｃ：コレクタ
Ｅ：エミッタ

の順になっています。それでは、トランジスタの動作原理について説明します。

このトランジスタに下図のようにＣに＋、Ｅに−をつなげます。
この状態では、コレクタに流れる電流Ｉｃは０です。

そこで、今度は、ベースからエミッターへ弱い電流（Ｉ_Ｂ）を流してみましょう。
すると、その何十倍もの電流Ｉｃが流れるはずです。
これがトランジスタの増幅作用というものです。

ここまでの説明では、ＮＰＮ型の説明をしてきました。このタイプのトランジスタは
エミッタをＧＮＤに接続するタイプでしたが、ＰＮＰ型のものはＶｃｃに
接続します。

ＰＮＰ型のトランジスタは、電流の流れ込みではなく
流れ出しによって制御を行います。

【種類】

市販されているトランジスタには４つの種類があります。

【注意点】

トランジスタで消費する電力が定格を越えないようにしてください。

５，ＦＥＴ

トランジスタに似た部品としてＦＥＴがあります。

トランジスタは電流に対して増幅を行っていましたが、
ＦＥＴでは電圧に対して増幅を行います。
そのため、入力抵抗が非常に高いという特徴があります。

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