8×8×8 LED CUBE 製作記(12) -- 2N2222Aのベース抵抗

64個のLEDが接続されたLayerを駆動するのに使うトランジスタは2N2222Aですが、今回はこのトランジスタのベースに接続する抵抗の値を検討してみようと思います。

前回、このLayerに属する1個1個のLEDに流れる電流を5mAにしようと決めました。

1個のトランジスタで最大64個のLEDを駆動することになるので、その時の電流は64×5mA=320mAと、そこそこ大きな値に。

さて、この条件をクリアできるベース抵抗の値を求めるのですが、回路的に考えるとこんな感じ。

トランジスタ抵抗64LED並列
このR1の値を求めるのが今回の課題。

2N2222Aの定格表から計算に必要な数値を拾ってきます。

2N2222規格
赤枠で囲った辺りの数値を使います(表の数値の左側はMin、右はMax)。

マイコンの出力ポートの電圧は5Vとし、上の定格表からトランジスタのベース・エミッタ間電圧(VBE)を1V、hFE(直流電流増幅率)を40と想定します。

hFEが40で、コレクタ電流を320mAとすると、必要なトランジスタのベース電流(IB)は、

IB=320/40=8mA

となります。

一方、トランジスタのベース電流は、IB=(電源電圧-VBE)/R1となるので、

IB=(5V-1V)/R1=8mA

となり、従って

R1=(5-1)/0.008=500Ω

と計算されます。

若干の余裕を見て、ベース抵抗の値は400Ωでいこうと思います。

ということで、ここで描いた実体配線図は、下図の様に変更となります。

888LED CUBE 実体配線(ベース抵抗変更)

ベース抵抗400Ωの時、Arduinoのポートに流れる電流は10mAとなるので、この程度ならArduinoにとってもそれ程大きな負担にはならないでしょう。

因みに、ベース- GND間と、コレクタ - Vcc間の抵抗も2.2kΩに変更しました。

これで心置きなく残りの部品を基板にはんだ付けしていけますが、問題は400Ωの抵抗を持っていないこと。200オームの抵抗2個を直列に繋いで間に合わそうかな。

次回、今回の検討結果を元に基板の残り部分を完成させます。


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