「電子工作：電子回路を設計する：LED点滅周期の計算」についてご紹介｜「電子工作/修理/メンテナンス」

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今回は、「電子工作：電子回路を設計する：LED点滅周期の計算」についてご紹介します。

半導体部品を除く受動部品のうち、無安定マルチバイブレータの発振周期を決める微分回路の定数を決めます。それは、下図のC1、R1、2、R2です。

左右対称の無安定マルチバイブレータの場合、発振の半周期は次の式で求められます。

半周期とは、それぞれのトランジスタがONまたはOFFしている時間です。また、C1=C2、R1=R2です。

今回製作する無安定マルチバイブレータでは、LEDの点滅がはっきりと見えるように周期を決めた上で、コンデンサの静電容量と抵抗値の組み合わせを求めなくてはなりません。

まず、点滅周期は0.5秒から1.0秒の間、たとえば0.7秒としましょう。赤・緑それぞれのLEDランプが光っている時間が半周期ですから、

が成り立つように、残りの2つを決めていきます。

便宜上=0.69とすれば、C1×R1=1です。この回路の場合、抵抗器の値がトランジスタのベース電流を決めることになるため、トランジスタが安定に動作するよう、R1から求めます。

Tr2のベース電流IBは、主にR1を経由して流れてきます。下図(2SC1815の最大定格と2SC1815の電気的特性)は、先ほどと同じ最大定格と電気的特性ですが、まずIBが50mA以上になってはいけないことがわかります。

次に、電源からグラウンドまでのベース電流路を、電圧の式で表すと、次のようになります。

上図（2SC1815の電気的特性）の測定条件では、IB=10mAという値が見えます。しかし、LEDを点灯させるコレクタ電流がLc=10mAですから、直流電流増幅率hFEの分類を絞り込むことによって、IBの値をかなり小さくできることがわかります。

hFEの分類を「GR:200〜400」に選び、計算ではhFE=200とします。トランジスタの型名は、2SC1815GRとなります。

さて、V=3VIB=10mA/200、VBE(sat)=1Vを前述の式に入力すると、Rが求まります。

が得られます。ここではhFEをGRランクの最小値である200に選び、余裕がないように見えますが、上図（2SC1815の電気的特性）の測定条件全体がLEDの点灯条件より過酷であるため、この程度にしておきます。

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