_ [日々の生活] 新PC構築 その49 オペアンプ

　昨日書いた定電圧回路の話です。ダイナミック表示のLEDは-側がコモンになっています。+側は5Vなので、-側は2Vくらいとなります。（昔はLEDの電圧降下は2Vが当たり前でしたけど、青色LEDは電圧降下が大きいんですね）　で、この2Vを0Vから負電圧の定電圧回路で出そうとすると、電圧ドロップがぎりぎりになってきます。昨日の記事では「PNPタイプのトランジスタを使う」と書きましたが、PNPトランジスタで負電圧生成するとドロップが大きいです。NPNトランジスタなら小さいドロップとなります。（私はハードウェアは初心者同然なので、記述が正しいかはあまり自信がありません）
　で、オペアンプによる定電圧回路でNPNトランジスタを出力段として負電圧生成したいのですが、これが非常に難航しました。通常の定電圧回路は上の回路で、正電圧を生成し、出力はNPNトランジスタを使っています。下の回路は負電圧を生成しますが、出力はNPNトランジスタになっています。まず重要なのは、オペアンプの入力側の極性が逆になっていることです。PNPトランジスタを使う場合は逆にはなりません。下の回路は抵抗が入っていますが、最初は抵抗がないものを使っていました。で、それだとトランジスタがオンになりっぱなしになって、出力電圧はほぼ0Vに貼り付きとなります。これがどうして貼り付くのか分からなくて、非常に悩みました。基本的な設計がだめなのかと思い、いろいろ試したのですが、画像下の抵抗がないバージョンの回路だけは、どうしてだめなのか結論が出ませんでした。電圧を詳しく測ってみて、オペアンプ出力の最低電圧が1.0Vくらいまでしかいかないのは分かっていたのですが、画像上の回路でもオペアンプ出力は4Vくらいあって、それで制御できているので、やっぱり結論がでなかったんですね。で、ベース電圧を下げようということで、抵抗で分圧したのが画像下の回路です。
　これは成功して、電圧調整できるようになりました。ベース電圧が高いのは分かっていたのですが、画像上の回路でもベース電圧は高いので、ベース電圧が高いのは問題ないと思っていたんですよね。よく考えてみると、画像上の回路においては、トランジスタにとってはベース電圧が高い状態にはなっていないんですね。
　実際に電圧調整できるようになったのですが、負荷の変動による電圧変動が大きいです。これについては、設計が悪いのか、これくらいのものなのか、よく分かりません。電解コンデンサで平滑したら、変動は減りました。