NPNトランジスタをスイッチとして使用

質問する前に、私は電子機器を扱うことに非常に慣れており、自分の問題を説明する方法がよくわからない場合があることを述べておかなければなりません。

デバイスの押しボタンの代わりとして使用しているmsp430マイクロコントローラーのピンを使用しようとしています。msp430は3.3vで、切り替えているデバイスは5ボルトです。私はmsp430のピンをオンにして電流を流すことでボタンの代わりに2n3904トランジスターを使用でき、コレクターからエミッターに電流を流し、うまくいけばボタンを「押す」ことができるという印象を受けました。

これは私の現在の設定です

ただし、ピンをオンにしても回路はアクティブになりません。オンボードLEDのジャンパーを接続すると、ピンが機能していることを確認できます。また、ワイヤーを使用してコレクターからベースに5vを接続すると、トランジスターをアクティブにできます。

これを解決するために他にどのような情報が不足していますか？前もって感謝します

編集：コメントを読んだ後、ベースとIOピンの間に4.6kの抵抗を追加し、3vアースと5vアースを接続すると、目立った問題なしにトランジスタを制御できました。ありがとうございました！

transistors

— Strayermm
ソース

electronics.stackexchange.com/a/91899/2191を

— RedGrittyBrick 2014年

5VをMSP430に接続している間にベースに接続した場合、uCピンはuCを損傷した可能性があります。また、5Vをトランジスタベースに正しく接続すると、トランジスタが損傷または破壊される可能性があります。Vbeジャンクションは通常、約0.6〜0.8Vで動作します。実際の電圧はトランジスタによって「設定」され、（通常は）抵抗を介して供給される電流に基づいています。リカルドが言うように、10kの抵抗はほぼ正しいはずです。それが機能しない場合、uCピン（またはそれ以上）が損傷している可能性があります。

— ラッセルマクマホン

マイクロコントローラのピンが破損しているかどうかは疑問です。1つのMSP430出力ピンの短絡電流は約45mAのように見えますが、それがマイクロコントローラーやトランジスタに害を及ぼすことはないと思います。コントローラは3.3Vの部品であるため、電力損失は約100mWになるため、ベースエミッタの電力損失は約40mWになります。

— ジョー・ハース

以下の返答は、あなたがしたいことはローサイドスイッチであると仮定しているようですが、そうですか？有線に交換したいボタンはどうですか？Vcc（5v）を駆動回路またはグランドに接続しますか？

— alexan_e 2014年

回路図がどれほどわかりにくいかを理解していただければ幸いです。5vをコレクターに接続しても、プルアップ抵抗またはプルダウンボタンからのものであることを示さずに、オーバーライドしようとしても、問題を理解するのに役立ちません。次回は、関連するすべてのコンポーネントを回路図に含めてください。

— alexan_e 2014年

回答:

出力ピンとトランジスタベースの間に電流制限抵抗器が必要なようです（簡潔にするために、意図的に省略していないと仮定します）。抵抗がない場合、出力ピンをHIGHに設定すると、グランドへの短絡が発生します。ピンが損傷していない場合は、ピンが損傷する可能性があります。

10Kの抵抗で十分だと思います。これは、ATmegasとATminisで使用するものです。ただし、適切な値についてはMCUデータシートを確認してください。

ベース-エミッタ接合がすでに何らかの電流制限特性を備えていると考えるのはよくある間違いですが、そうではありません。それは非常に低いインピーダンスを持っています。私はそれを普通のワイヤーと考えています。それは私がこの種の間違いを避けるのに役立ちます。同じことがコレクターエミッター接合にも当てはまります。

ちなみに、コレクターエミッターの経路には、電流制限抵抗や負荷がありません。気を付けて！

— リカルド
ソース

答えてくれてありがとう。インターフェース側のボタンの前に、コレクター側に4.6kの抵抗があることを追加する必要があります。また、利用できる抵抗器の選択肢が多くないので、使用できる抵抗器の範囲はありますか？現在、私が配置しているいくつかのPCBから部品を回収しています。ありがとう！

— Strayermm、2014年

1Kから10Kまでの抵抗を使用できると思いますが、データシートを読んで確認してください。出力ピンが供給できる最大電流を探し、電流がその値の半分以下になるようにV = Riを使用して抵抗を計算します。これは、最大値が通常多すぎるためです。

— Ricardo

こちらがデータシートへのリンクですが、ご使用のMCUに該当するかどうかはわかりません。

— Ricardo

まあ、あなたのMCUは私の頭の上にあります。AVRのATmega328とATtiny85に慣れています。これらは通常、出力あたり最大20mA、MCUあたり合計100mAを供給できます。あなたのソースはそれよりも少ないようですので、私は5K以上の抵抗を使用します。しかし、より経験豊富なユーザーからのガイダンスを待つ方がよいでしょう。

— Ricardo

MSP430では、10Kオームの抵抗で成功しました。その球場のすべてがおそらく機能するはずです。

— mouseas 2014年

回路はローサイドスイッチとしてのみ機能します。つまり、次のように負荷の接地側に接続する必要があります。

ローサイドNPNスイッチ

私が正しく理解している場合は、ハイサイドスイッチ（負荷のVcc側に接続）を作成する必要があります。その場合は、PNPを次のように使用する必要があります

NPNトランスレータを使用したハイサイドPNP

（私は同様の質問のために回路図を作成しましたので、9V電源を気にしないでください、それは5Vでも同じです）

Arduino、NPN、および共通カソードRGBに対する私の返信を読んでください。

— alexan_e
ソース

R3のポイントは何ですか？

— xmen

@ xmenW.K。Q3がオフになると、Q2のコレクターベースの容量によってスイッチングが遅くなる可能性があるため、R3はベースをハイに引き上げることでターンオフを高速化できます。もう1つの理由は、トランジスタをオンにする可能性のあるQ2のリーク電流を放出するためです。また、トランジスタをオンにする可能性のあるノイズ信号を分路します。

— alexan_e

Ricardoによって言及された電流制限抵抗に加えて、3.3v MSP430と5Vデバイスの両方が接地されていることを確認する必要もあります。これにより、MSP430の0Vは5Vデバイスの0Vと同じ電位になります。

今週末、MSP430 G2553を使用してトランジスタ付きの安価なカメラの電源ボタンと機能ボタンを制御するプロジェクトを終えたところ、まったく同じ問題が発生しました。電流制限抵抗を追加する必要があり、トランジスタのエミッタとコレクタがボタンに正しく配線されていることを確認する必要があります。抵抗を追加する前は、電源ボタン/トランジスタが機能しているように見えましたが、実際にはトランジスタを介してショートしており、カメラはMSP430のピンの高を直接読み取っていました。

参考までに、数日前の私の質問。

— マウス
ソース