この回路でこの抵抗は何のためにありますか？

私は電子工学を勉強しており、現在、チャールズ・プラットの「Make：Electronics」を読んで作業しています。基本的な盗難警報器を作成するために彼が提供する回路図の1つを次に示します。

私の質問は、切り替え後の1K抵抗の目的は何ですか。私は他のすべてのコンポーネントのポイントを理解していますが、なぜその抵抗がそこになければならないのですか？私はこの本のこの部分を数回読み直しましたが、その抵抗がなぜあるのか、何をするのかについては言及していないようです。省略できますか？

回路内の10Kおよび1Kの抵抗器は、スイッチが閉じられたときに分圧器を形成します。+ 12V電源を使用すると、この分圧器は通常、トランジスタのベースバイアス電圧を約1ボルトに設定します。NPNトランジスタのエミッタがグランドより上に保持されているため、NPNベースエミッタ電圧がトランジスタをオンにできるほど高くなることはないため、ベース電流はほとんど流れません。2N3904トランジスタモデルを使用したこのような回路のシミュレーションでは、トランジスタの非常に低いレベルの電流により、1K抵抗の存在によりLEDのバイアスが約0.7Vに保たれることが示されています。1K抵抗を取り外し、スイッチをGNDに閉じると、トランジスタが完全にオフになるため、LEDのバイアスは実質的にゼロに低下します。

機能的な観点から、LEDをスイッチからオンおよびオフにするために、この単純な回路に関連する1K抵抗器は必要ありません。一方、この回路が、上記のバイアスを探すLED全体にモニター回路を備えたより複雑なシステムで使用された場合、スイッチからLEDへのすべての配線が無傷で所定の場所にあったことを示すインジケータになる可能性があります。スイッチとLEDが遠く離れている可能性がある実際の盗難警報システムでは、この残留バイアス検出は、配線が改ざんされていないことを確認する役割を果たすことができます。

あなたは正しい、1kΩの抵抗は無意味です。スイッチが閉じられると、トランジスタのベースがオフになるのに十分なほど低くなりますが、ベースをグランドに完全に短絡すると同じ効果が明確に得られます。

私はこの回路があまり好きではありません。この場合、エミッタ脚にLEDを配置する意味がわかりません。それは本当の利益なしで物事を行う複雑な方法のようです。

上記のすべてを考えると、私はその本の良いデザインの例として何も考えません。

スイッチが開いている場合、ベース電圧はLEDの順方向電圧、たとえば2 V + 0.7 V = 3.7 Vによって決まります。ベース電流は（12 V-3.7 V）/ 10kΩ= 0.83 mAです。

スイッチを閉じると、10kΩ抵抗を流れる電流が分割され、一部は1kΩ抵抗を通過し、一部はベースに流れます。トランジスタが導通を開始する前に、ベースに3.7 Vが必要であることがわかっています。3.7 Vにするには、オームの法則により、1kΩを流れる電流は3.7 mAでなければなりません。したがって、トランジスタが導通する場合、ベース電流は、12 V電源から10kΩ抵抗を流れる電流よりも3.7 mA少なくなります。

しかし、その電流は0.83 mAを超えないため、すべてが1kΩを通過し、トランジスタはまったく導通しません。導通しないため、今は無視して、抵抗分割器からベース電圧を計算できます。

$V_B = \dfrac{1 k\Omega}{1 k\Omega + 10 k\Omega} \times 12 V = 1.09 V$

実際に必要な3.7 Vよりも低くなっています。

1kΩが省略された場合はどうなりますか？その後、接地電流が1.09 mAから1.2 mAに増加します。それだけです。その0.1 mAの差はバンクを壊さないので、それを省略することもできます。

率直に言って、これは良いサーキットではないと思います。スイッチを閉じて、オンではなくLEDをオフにします。これは問題ありませんが、LEDがオフの場合でも、何もせずに1.1 mAの電流が流れることになります。10kΩ側にスイッチを配置することをお勧めします。確かに、機能は逆になります（閉じるとLEDがオンになります）が、LEDがオフの状態では電流は流れません。その場合でも、抵抗をグランドに追加できますが、その値はもっと高くなければなりません：4.5kΩは、3.7 Vのベース電圧で0.83 mAを消費します。その0.83 mAは12 V電源からの電流であるため、トランジスタが導通し始めるのはそれだけです。したがって、値はそれよりも高くなければなりません。トランジスタが導通すると100kΩの値は37 µAを消費するため、ベースは830 µA-83 µA = 750 µAになります。10％の損失を気にしない場合は、抵抗を配置できます。また、そこでそれを省略して（ワイヤーで置き換えないでください！）、スイッチが開いているときにベースがフロートします。バイポーラトランジスタの場合は特に問題になりません。特に、導通させるには3.7 Vの高電圧が必要になるためですが、MOSFETの場合は抵抗が必要です。

電流は最小のRを持つパスを見つけます。スイッチをオフにすると、分圧器はベース電圧を1Vにクランプしますが、これはトランジスタをオンにするのに十分ではありません。スイッチをオンにすると、電流がトランジスタに流れ、Vbeとダイオードがオンになります。

私はあなたの質問から、回路は盗難警報の例だと読みました。

したがって、この抵抗器の機能は、スイッチの接点の間に9Vバッテリーを直接挿入することにより、侵入者が「非常に洗練された」アラームを焼き付けることを回避することだと思います。

その抵抗のもう1つの機能は（おそらく本書でそのような盗難を改善するために後で説明されます）、スイッチに埋め込まれている可能性があります。このように、侵入者が単にワイヤをショートさせた場合（つまり、ベースとグランド間で直接ショートした場合）、抵抗は実際には0になります。したがって、ベース電圧を監視するコンパレータを追加できます。低くなりすぎると、侵入者がアラームを改ざんしようとしたため、とにかくアラームがオンになります。

これとは別に、抵抗器には他の実用的な機能はありません。省略できます。

なぜこの奇妙な配置（NPNトランジスタ、エミッタSIDEのLED）。さて、スイッチと抵抗器を単一のコンポーネントと見なすと、どちらも1つの端子にグランドが接続されていることに気付くでしょう。たぶんこれは状況によっては役に立つかもしれませんか？