エンジニアコラム

宮田 宮田 将喜

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回路を疑う前にやるべきこと

2017.10.16

回路を疑う前にやるべきこと

それはオープンコレクタ出力かも

こんにちは。ソリューション開発課の宮田と申します。本コラムでは、製品設計についての経験談などをお話できればと思っております。よろしくお願いいたします。

さて、回路を組んで通電したところ、「あれ?動かない、なぜ?」というのは、まあ普通にあることです。そこで回路構成や部品の確認、見直しをするわけですが、どうもそれらしい原因が見あたらない。そんなときに疑うべきポイントはどこだ?、というのが今回のお話です。

デジタルI/O、タイマー、カウンターが怪しい

その試験システムには、デジタルI/Oが組み込まれていました。私はそれをオープンコレクタ出力で使用したのですが、実はこれが動かない原因になっていました。

その時の私は、デジタルI/Oやタイマー、カウンターといった機器の出力回路として、シンク及びソースで使用できる機器(図1)と、オープンコレクタ出力(図2)または、電流シンクとして使用をしなければいけない機器、大まかに2通りの機器があることを認識していませんでした。
つまりオープンコレクタ出力というのは、(図1)の様にエミッタ、コレクタそれぞれが出力されていて、接続できる回路のことだと思っていたのです。
というのも、過去に使用したデバイスの仕様が、シンク及びソースでも使用できる出力(図1)になっており、それをオープンコレクタ出力として使用していたことがあったからです。

回路を疑う前にやるべきこと_図1

図1 シンク及びソースで使用できるトランジスタ出力

回路を疑う前にやるべきこと_図2

図2 NPNトランジスタ(オープンコレクタ出力方式)

(図1)の出力はシンク及びソースどちらでも使用可能な回路になっていて、負荷の接続の方法によって、負荷に対してシンクにもソースにもなることが可能です。そのため、この出力であれば、(誤用を正す)融通が利きやすいのです。
一方(図2)はオープンコレクタ出力方式で、電流の流れはNPNトランジスタと同様でシンクになります。オープンコレクタ出力の場合は、内部回路はエミッタ接地となっていて、コレクタ側にしか接続できず、シンク電流のみのため、NPNトランジスタではドライブすることができません。

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